应用实时监控服务ARMS：JVM监控内存详情说明

Java进程占用内存分布

Java进程在运行期间，内存分布的大致情况如下图所示：

ARMS获取JVM内存详情的原理

ARMS应用监控探针通过JDK提供的MemoryMXBean获取JVM运行期间内存详情，受限于MemoryMXBean的运行机制，目前ARMS的JVM内存监控能力还不能覆盖Java进程占用的所有内存区域。更多详情请参见Java官方网站的MemoryMXBean介绍。

堆内存详情

堆（Heap）部分是Java内存中的核心部分，所有对象都在这里分配内存，是垃圾收集的主要区域。根据Java垃圾收集器的不同，ARMS展示的最大允许使用堆内存有可能会略小于用户设置的堆内存上限。例如在ParallelGC垃圾收集器中，设置-XX:+UseParallelGC -Xms4096m -Xmx4096m参数，有可能会产生下图的结果，其中最大允许使用内存为3.8 G，略小于用户设置的4 G。这是因为在这种情况下MemoryMXBean收集的数据并没有包含From Space和To Space区域，导致了细微的偏差。

一般情况下，如果使用G1垃圾收集器，ARMS展示的最大允许使用堆内存和用户设置的-Xmx或-XX:MaxRAMPercentage保持一致，而在使用Parallel、ConcMarkSweepGC和Serial垃圾收集器的情况下，存在细微的偏差。

元空间详情

元空间（Meta Space）用于存放类的元数据，包括类的结构信息、方法信息、字段信息等，这一部分的内存占用一般比较稳定。

非堆内存详情

ARMS展示的非堆内存包括元空间（Meta Space）、压缩类空间（Compressed Class Space）和代码缓冲区（Code Cache）三个区域的总和。受限于MemoryMXBean的工作原理，ARMS展示的非堆内存并不直接等同于Heap之外的部分，虚拟机线程栈（VM Thread Stacks）以及JNI本地代码等区域都不包含在ARMS展示的非堆内存中。

• 元空间（Meta Space）：元空间存储类的元信息。JDK 8后，元空间的默认大小和最大大小一般可以通过-XX:MetaspaceSize=N和-XX:MaxMetaspaceSize=N来指定。

• 压缩类空间（Compressed Class Space）：压缩类空间是Java虚拟机的一个特殊区域，用于压缩和存储已加载的类元数据。它通过减小指针的存储空间来降低内存占用，从而减少Java应用程序的内存消耗。压缩类空间可以通过JVM启动参数-XX:CompressedClassSpaceSize来指定，在JDK 11中，默认的压缩类空间大小为1 GB。

• 代码缓冲区（Code Cache）：JVM自身会生成一些Native Code并将其存储在称为Code Cache的内存区域中。JVM生成Native Code的原因有很多，包括动态生成的解释器循环、JNI、即时编译器（JIT）编译Java方法生成的本机代码。其中JIT生成的Native Code占据了Code Cache绝大部分的空间。代码缓冲区可以通过JVM启动参数-XX:InitialCodeCacheSize和-XX:ReservedCodeCacheSize分别配置其起始大小与最大大小。

直接缓冲区

Java中的直接缓冲区（Direct Buffer）是一种特殊类型的缓冲区，它直接在操作系统的内存中分配空间，而不是在Java虚拟机的堆内存中分配。直接缓冲区的主要特点是可以提供更快的I/O操作，并且可以避免内存复制的开销，因此在处理大量数据时非常高效。大量的I/O操作会增加直接缓冲区内存占用。

堆内存泄露分析

ARMS提供了完善的堆内存泄露定位分析能力，用户可以通过JVM堆内存监控查看是否出现堆内存缓慢增长，如果存在相关堆内存持续增长趋势，可以通过ARMS提供的内存快照或持续剖析功能排查定位堆内内存泄露位置。

堆外内存泄露分析

如果堆内存比较稳定，但应用总体内存在一直增长，未有下降迹象，有可能是堆外内存泄露引起。ARMS目前不提供堆外内存分析能力，可以考虑使用Native Memory Tracking（NMT）工具对堆外内存申请情况进行监测，具体使用说明请参见官方文档。