java内存参数设置 16G JVM: 能不能在16G机器上设置17G的堆？

这是一个很有意思的问题：假设我们现在有一台物理内存16G的机器，那么我们能否给运行于其上的Java虚拟机分配大于16G大小的堆呢？

从直觉上来说，这似乎有点不太可能。但是稍微有点操作系统知识的人就会意识到，这其实是可以的。因为当我们设置堆大小为17G的时候，其实并不是直接分配了17G的物理内存。而只是分配了17G的虚拟内存。这些虚拟内存尚没有映射到真实的物理内存上。

为了验证这个结果，做一个小实验。

public class HelloWorld {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Hello, world");

}

}

它会在我的Mac上运行，我的Mac物理内存16G：

很显然，我的机器已经占用了很多内存了，只剩下不多的东西。然后运行HelloWorld的main方法，设置参数:

-Xms17g -Xmx17g

将堆的大小固定为17G。

成功输出了结果：

现在我们进一步考虑这个问题，17G只是比16G大了一点点，也就是说，物理内存加上swap space，是大于17G的。如果我们将这个值设置得更加大，以至于堆大小比整个物理内存加上swap space还要大，会有什么情况呢？

设置参数

-Xms128g -Xmx128g

实际上，你可以将值设置得非常非常大，然后输出结果：

-Xms12800g -Xmx12800g

在这种设置下，依旧会输出"Hello World"，但是中间有很长一段时间的卡顿，并且内存占用会一直上升，直到达到某个值：

为什么会是四十多G，这个问题我无法解释……因为我也不知道。

中间卡顿是因为操作系统分配虚拟内存。

那么又会有一个问题，堆究竟能设置到多大？

答案是，这取决于你的机器、操作系统和虚拟机。举例来说，在64位机器上运行32位的虚拟机，那么最大堆只能设置到4G——至少对于大多数的虚拟机来说4G就是上限了。

理论上来说，虚拟机的堆大小只会受到虚拟内存地址空间大小的限制。

那么，什么时候操作系统才会真的分配物理内存给虚拟机呢？

答案就是，在内存第一次被使用的时候。这个使用并不是说我新建了一个对象，然后操作系统就唰的把所有物理内存分配好了，它只是按照虚拟机的需求，分配了一点点。(实际上是，只是把使用到的这部分内存按照页映射到了物理内存上)

虚拟机有一个参数可以控制整个过程，促使操作系统在虚拟机启动的时候就直接完成物理内存的绑定。使用参数:

-Xms128g -Xmx128g -XX:+AlwaysPreTouch

JVM直接就崩掉了：

Process finished with exit code 137 (interrupted by signal 9: SIGKILL)

实际上，在Linux上，只要加上整个-XX:+AlwaysPreTouch，操作系统就会在无法满足内存需求的时候直接kill掉JVM。最大值就是物理内存+swap大小-已经使用内存。

如果我真的将堆设置那么大，并且不使用-XX:+AlwaysPreTouch选项，那么JVM能够正常运行吗？

前面的HelloWorld其实很鸡贼，因为它真正运行所需的内存非常小。现在假设，我们的确需要一个128G大小的堆，但是我们的机器只有16G物理内存和16G swap space，那么在这台机器上运行虚拟机，它能正常工作吗？

答案是，它可能能够正常启动，但是肯定不能正常运行。因为虚拟机在启动的时候，并不是直接就使用了128G，只要启动时候所需要的内存不超过物理内存+swap space大小，就能启动。但是在运行的过程中，虚拟机不断的请求真的内存，那么就会超过32G，而后虚拟机就崩掉。这并不是OOM，而是在操作系统层面上的崩掉。

使用Swap space究竟好不好

答案是很糟糕，很不好。之前有一个小伙伴咨询过我一个GC停顿时间长的问题，就是因为swap space。在GC的时候，要沿着引用链查找所有的存活对象。如果这部分对象所在的内存被放到了swap space上，那么就会引起缺页中断。极端情况下，会出现不断置换页。一个页在开始的时候没被扫描到，交换到了swap space上，而后又被载入物理内存，因为立刻又扫描它了。

JVM使用了TLB的技术，所以其空间局部性还是很好的。

所以比较好的实践是，在Linux机器上将vm.swappiness参数设置到0，也就是不适用swap space。在使用大堆的情况下，这是一个非常隐蔽的坑。