Java在真正内存不足之前抛出内存不足异常？

Question

我希望创建一个大的 int 数组，它几乎可以填满 JVM 可用的所有内存。 以这段代码为例：

    final int numBuffers = (int) ((runtime.freeMemory() - 200000L) / (BUFFER_SIZE));
    System.out.println(runtime.freeMemory());
    System.out.println(numBuffers*(BUFFER_SIZE/4)*4);
    buffers = new int[numBuffers*(BUFFER_SIZE / 4)];

当以 10M 的堆大小运行时，这会抛出 OutOfMemoryException，尽管 printlns 的输出是：

9487176
9273344

我知道数组会有一些开销，但不是 200k，对吧？ 为什么 java 无法为它声称有足够空间的东西分配内存？ 在 Java 运行它之前，我必须将减去的常量设置为 4M 左右（此时 printlns 看起来更像是：9487176 5472256）

更令人困惑的是，如果我用二维数组替换缓冲区：

buffers = new int[numBuffers][BUFFER_SIZE / 4];

然后它使用上面显示的 200k 减法毫无怨言地运行 - 即使两个数组中存储的整数数量相同（并且二维数组的开销不会大于一维数组的开销，因为它得到了所有那些对要存储的其他数组的引用）。

有任何想法吗？

Answer 1

VM 会将堆内存划分为不同的区域（主要用于垃圾收集器），因此当您尝试分配几乎整个堆大小的单个对象时，您将耗尽内存。

此外，JRE 已经用完了一些内存。 200k 对于今天的内存大小来说不算什么，10M 堆对于大多数应用程序来说几乎是不切实际的小。

数组的实际开销相对较小，在 32 位 VM 上它的 12 字节 IIRC（如果大小小于最小粒度，即 AFAIK 8 字节，则会浪费什么）。 所以在最坏的情况下，每个数组的开销大约为 19 字节。

请注意，Java 没有 2D（多维）数组，它在内部将其实现为数组的数组。

Answer 2

在 2D 情况下，您正在分配更多、更小的对象。 内存管理器反对单个大对象占用大部分堆。 为什么这是令人反感的是垃圾收集方案的一个细节——这可能是因为类似它的东西可以在几代之间移动较小的对象，而堆不会容纳移动单个大对象。

Answer 3

这可能是由于内存碎片和 JVM 无法在给定当前堆的情况下分配该大小的数组。

假设您的堆有 10 x长：

xxxxxxxxxx 

然后，你在这里分配一个对象0 。 这使您的堆看起来像：

xxxxxxx0xx

现在，您不能再分配那 10 个x空间。 你甚至不能分配 8 x s，尽管可用内存是 9 x s。

事实上，数组的数组不会遇到同样的问题，因为它不连续。

编辑：请注意，以上是对问题的非常简单的看法。 当堆中需要空间时，Java 的垃圾收集器将尝试收集尽可能多的内存，如果真的、真的有必要，会尝试压缩堆。 但是，某些对象可能不可移动或不可收集，从而产生堆碎片并使您处于上述情况。

您还必须考虑许多其他因素，其中一些包括：VM（不太可能）或您的应用程序（对于简单场景也不太可能）的内存泄漏，使用Runtime.freeMemory()的不可靠性（ GC 可能会在调用后立即运行，并且可用的空闲内存可能会发生变化），每个特定 JVM 的实现细节等。

关键是，根据经验，不要总是期望您的应用程序可以使用全部的Runtime.freeMemory() 。