JVM的Heap Memory和Native Memory

JVM管理的內存能夠整體劃分爲兩部分：Heap Memory和Native Memory。前者咱們比較熟悉，是供Java應用程序使用的；後者也稱爲C-Heap，是供JVM自身進程使用的。Heap Memory及其內部各組成的大小能夠經過JVM的一系列命令行參數來控制，在此不贅述。Native Memory沒有相應的參數來控制大小，其大小依賴於操做系統進程的最大值（對於32位系統就是3~4G，各類系統的實現並不同），以及生成的Java字節碼大小、建立的線程數量、維持java對象的狀態信息大小（用於GC）以及一些第三方的包，好比JDBC驅動使用的native內存。

Native Memory裏存些什麼？

1. 管理java heap的狀態數據（用於GC）;
2. JNI調用，也就是Native Stack;
3. JIT（即便編譯器）編譯時使用Native Memory，而且JIT的輸入（Java字節碼）和輸出（可執行代碼）也都是保存在Native Memory；
4. NIO direct buffer。對於IBM JVM和Hotspot，均可以經過-XX:MaxDirectMemorySize來設置nio直接緩衝區的最大值。默認是64M。超過這個時，會按照32M自動增大。
5. 對於IBM的JVM某些版本實現，類加載器和類信息都是保存在Native Memory中的。

DirectBuffer的好處

DirectBuffer訪問更快，避免了從HeapBuffer還須要從java堆拷貝到本地堆，操做系統直接訪問的是DirectBuffer。DirectBuffer對象的數據實際是保存在native heap中，可是引用保存在HeapBuffer中。
另外，DirectBuffer的引用是直接分配在堆得Old區的，所以其回收時機是在FullGC時。所以，須要避免頻繁的分配DirectBuffer，這樣很容易致使Native Memory溢出。

爲何會內存溢出？

簡單理解java process memory = java heap + native memory。所以內存溢出時，首先要區分是堆內存溢出仍是本地內存溢出。Native Memory本質上就是由於耗盡了進程地址空間。對於HotSpot JVM來書，不斷的分配直接內存，會致使以下錯誤信息：Allocated 1953546760 bytes of native memory before running out

參考資料：

http://www.ibm.com/developerworks/library/j-nativememory-linux/index.html
http://www.techpaste.com/2012/07/steps-debugdiagnose-memory-memory-leaks-jvm/
https://sourcevirtues.wordpress.com/2013/01/14/java-heap-space-and-native-heap-problems/
http://www.theotherian.com/2013/08/understanding-javas-native-heap-or-c-heap.html
http://www.ibm.com/developerworks/library/l-kernel-memory-access/
http://www.ibm.com/developerworks/library/j-zerocopy/
http://en.wikipedia.org/wiki/Direct_memory_access