Java在真正內存不足之前拋出內存不足異常？

Question

我希望創建一個大的 int 數組，它幾乎可以填滿 JVM 可用的所有內存。 以這段代碼為例：

    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)];

當以 10M 的堆大小運行時，這會拋出 OutOfMemoryException，盡管 printlns 的輸出是：

9487176
9273344

我知道數組會有一些開銷，但不是 200k，對吧？ 為什么 java 無法為它聲稱有足夠空間的東西分配內存？ 在 Java 運行它之前，我必須將減去的常量設置為 4M 左右（此時 printlns 看起來更像是：9487176 5472256）

更令人困惑的是，如果我用二維數組替換緩沖區：

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

然后它使用上面顯示的 200k 減法毫無怨言地運行 - 即使兩個數組中存儲的整數數量相同（並且二維數組的開銷不會大於一維數組的開銷，因為它得到了所有那些對要存儲的其他數組的引用）。

有任何想法嗎？

Answer 1

VM 會將堆內存划分為不同的區域（主要用於垃圾收集器），因此當您嘗試分配幾乎整個堆大小的單個對象時，您將耗盡內存。

此外，JRE 已經用完了一些內存。 200k 對於今天的內存大小來說不算什么，10M 堆對於大多數應用程序來說幾乎是不切實際的小。

數組的實際開銷相對較小，在 32 位 VM 上它的 12 字節 IIRC（如果大小小於最小粒度，即 AFAIK 8 字節，則會浪費什么）。 所以在最壞的情況下，每個數組的開銷大約為 19 字節。

請注意，Java 沒有 2D（多維）數組，它在內部將其實現為數組的數組。

Answer 2

在 2D 情況下，您正在分配更多、更小的對象。 內存管理器反對單個大對象占用大部分堆。 為什么這是令人反感的是垃圾收集方案的一個細節——這可能是因為類似它的東西可以在幾代之間移動較小的對象，而堆不會容納移動單個大對象。

Answer 3

這可能是由於內存碎片和 JVM 無法在給定當前堆的情況下分配該大小的數組。

假設您的堆有 10 x長：

xxxxxxxxxx 

然后，你在這里分配一個對象0 。 這使您的堆看起來像：

xxxxxxx0xx

現在，您不能再分配那 10 個x空間。 你甚至不能分配 8 x s，盡管可用內存是 9 x s。

事實上，數組的數組不會遇到同樣的問題，因為它不連續。

編輯：請注意，以上是對問題的非常簡單的看法。 當堆中需要空間時，Java 的垃圾收集器將嘗試收集盡可能多的內存，如果真的、真的有必要，會嘗試壓縮堆。 但是，某些對象可能不可移動或不可收集，從而產生堆碎片並使您處於上述情況。

您還必須考慮許多其他因素，其中一些包括：VM（不太可能）或您的應用程序（對於簡單場景也不太可能）的內存泄漏，使用Runtime.freeMemory()的不可靠性（ GC 可能會在調用后立即運行，並且可用的空閑內存可能會發生變化），每個特定 JVM 的實現細節等。

關鍵是，根據經驗，不要總是期望您的應用程序可以使用全部的Runtime.freeMemory() 。