1. 概述
在本文中，我们将讨论Java提供的API，这些API可以帮助我们了解与Java堆空间相关的几个方面。
这对于了解JVM的当前内存状态并将其外包给监控服务(例如StatsD和Datadog)非常有用，然后可以配置这些服务以采取预防措施并避免应用程序故障。
2. 访问内存参数
每个Java应用程序都有一个java.lang.Runtime实例，可以帮助我们了解应用程序当前的内存状态。可以调用Runtime#getRuntime静态方法来获取单例Runtime实例。
2.1 总内存
Runtime#getTotalMemory方法返回JVM当前保留的总堆空间(以字节为单位)，它包括为当前和未来对象保留的内存。因此，不能保证它在程序执行期间保持不变，因为随着分配更多对象，Java堆空间可以扩大或缩小。
此外，这个值不一定是正在使用的值或最大可用内存。
2.2 空闲内存
Runtime#freeMemory方法返回可用于新对象分配的空闲堆空间(以字节为单位)，它可能会由于垃圾回收操作而增加，之后有更多可用内存可用。
2.3 最大内存
Runtime#maxMemory方法返回JVM将尝试使用的最大内存。一旦JVM内存使用量达到这个值，它就不会分配更多的内存，而是会更频繁地进行垃圾回收。
如果即使在垃圾回收器运行后JVM对象仍然需要更多内存，那么JVM可能会抛出java.lang.OutOfMemoryError运行时异常。
3. 示例
在下面的示例中，我们初始化一个ArrayList并向其添加元素，同时使用上述3种方法跟踪JVM堆空间：
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
System.out.println("i \t Free Memory \t Total Memory \t Max Memory");
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
arrayList.add(i);
System.out.println(i + " \t " + Runtime.getRuntime().freeMemory() +
" \t \t " + Runtime.getRuntime().totalMemory() +
" \t \t " + Runtime.getRuntime().maxMemory());
}
// ...
// ...
Output:
i Free Memory Total Memory Max Memory
0 254741016 257425408 3817865216
1 254741016 257425408 3817865216
...
1498 254741016 257425408 3817865216
1499 253398840 257425408 3817865216
1500 253398840 257425408 3817865216
...
900079 179608120 260046848 3817865216
900080 302140152 324534272 3817865216
900081 302140152 324534272 3817865216
...
- 第1498行：当在Java堆中分配足够的空间时，Runtime#freeMemory值会减少。
- 第900080行：此时，JVM有更多可用空间，因为GC已运行，因此Runtime#freeMemory和Runtime#totalMemory的值增加。
每次运行Java应用程序时，上面显示的值预计会有所不同。
4. 自定义内存参数
我们可以通过在运行Java程序时将自定义值设置为某些标志来覆盖JVM内存参数的默认值，以实现所需的内存性能：
- -Xms：分配给-Xms标志的值设置Java堆的初始值和最小值，它可以用于我们的应用程序在启动JVM时需要比默认最小值更多的内存的情况。
- -Xmx：同样，我们可以通过将堆空间分配给-Xmx标志来设置堆空间的最大值，当我们想要有意限制应用程序将使用的内存量时，可以使用它。
另请注意，-Xms值需要等于或小于-Xmx值。
4.1 用法
java -Xms32M -Xmx64M Main
Free Memory : 31792664 bytes
Total Memory : 32505856 bytes
Max Memory : 59768832 bytes
java -Xms64M -Xmx64M Main
Free Memory : 63480640 bytes
Total Memory : 64487424 bytes
Max Memory : 64487424 bytes
java -Xms64M -Xmx32M Main
Error occurred during initialization of VM
Initial heap size set to a larger value than the maximum heap size
5. 总结
在本文中，我们了解了如何通过Runtime类检索JVM内存指标，这些方法在调查JVM内存泄漏和其他与JVM内存性能相关的问题时很有用。
我们还展示了如何为某些标志分配自定义值，从而导致不同场景的不同JVM内存行为。
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