[转帖]如何通过Native Memory Tracking追踪JVM的内部内存使用？

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导读：Java8给 HotSpot VM引入了Native Memory Tracking (便于阅读我统一简称为NMT)特性，可以用于追踪JVM的内部内存使用，并可以通过jcmd命令来访问。不过要注意的是NMT是通过在JVM代码中添加跟踪点的方式实现内存跟踪的，因此NMT不能跟踪第三方Native库的内存使用。

怎样开启NMT？

使用-XX:NativeMemoryTracking=summary可以用于开启NMT，其中该值默认为off，可以设置为summary或者detail来开启；开启的话，大概会增加5%-10%的性能消耗

-XX:NativeMemoryTracking=[off | summary | detail]

参数说明

注意，根据Java官方文档，开启NMT会有5%－10%的性能损耗；

如果想JVM退出时打印退出时的内存使用情况，可以通过如下配置项:

-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintNMTStatistics

怎样访问NMT数据？

我们可以通过通过jcmd查看NMT报告以及查看对比情况。

使用jcmd pid VM.native_memory可以查看，后面可以加summary或者detail，如果是开启summary的，就只能使用summary；其中scale参数可以指定展示的单位，可以为KB或者MB或者GB

jcmd <pid> VM.native_memory [summary | detail | baseline | summary.diff | detail.diff | shutdown] [scale= KB | MB | GB]

参数说明

为了查看详情我本地也开启了jvisualvm(这里就对于jvisualvm不做过多赘述,下几期会详细介绍)，线程ID可以直接看到。当然自己可以查询对应的应用线程

使用jcmd查看NMT报告

• 可以看到整个memory主要包含了Java Heap、Class、Thread、Code、GC、Compiler、Internal、Other、Symbol、Native Memory Tracking、Arena Chunk这几部分；其中reserved表示应用可用的内存大小，committed表示应用正在使用的内存大小
• Java Heap部分表示heap内存目前占用了4246MB；Class部分表示已经加载的classes个数为1131，Thread部分表示目前有169个线程，占用了169MB；Code部分表示JIT生成的或者缓存的instructions占用了251MB；GC部分表示目前已经占用了162MB的内存空间用于帮助GC；Code部分表示compiler生成code的时候占用了26MB；Internal部分表示命令行解析、JVMTI等占用了5MB；Other部分表示尚未归类的占用了2MB；Symbol部分表示诸如string table及constant pool等symbol占用了10MB；Native Memory Tracking部分表示该功能自身占用了6MB。
• 一个arena表示使用malloc分配的一个memory chunk，这些chunks可以被其他subsystems做为临时内存使用，比如pre-thread的内存分配，它的内存释放是成bulk的

参数说明

• Java Heap: 堆内存，即-Xmx限制的最大堆大小的内存。
• Class：加载的类与方法信息，其实就是 metaspace，包含两部分：一是 metadata，被-XX:MaxMetaspaceSize限制最大大小，另外是 class space，被-XX:CompressedClassSpaceSize限制最大大小
• Thread：线程与线程栈占用内存，每个线程栈占用大小受-Xss限制，但是总大小没有限制。
• Code：JIT 即时编译后（C1 C2 编译器优化）的代码占用内存，受-XX:ReservedCodeCacheSize限制
• GC：垃圾回收占用内存，例如垃圾回收需要的 CardTable，标记数，区域划分记录，还有标记 GC Root 等等，都需要内存。这个不受限制，一般不会很大的。
• Compiler：C1 C2 编译器本身的代码和标记占用的内存，这个不受限制，一般不会很大的
• Internal：命令行解析，JVMTI 使用的内存，这个不受限制，一般不会很大的
• Symbol: 常量池占用的大小，字符串常量池受-XX:StringTableSize个数限制，总内存大小不受限制
• Native Memory Tracking：内存采集本身占用的内存大小，如果没有打开采集（那就看不到这个了，哈哈），就不会占用，这个不受限制，一般不会很大的
• Arena Chunk：所有通过 arena 方式分配的内存，这个不受限制，一般不会很大的
• Tracing：所有采集占用的内存，如果开启了 JFR 则主要是 JFR 占用的内存。这个不受限制，一般不会很大的
• Logging，Arguments，Module，Synchronizer，Safepoint，Other，这些一般我们不会关心。

总结

工欲善其事必先利其器，NMT用于追踪JVM的内部内存使用还是很高效的。简单梳理下有一下几点

• Java8给HotSpot VM引入了Native Memory Tracking (NMT)特性，可以用于追踪JVM的内部内存使用
• 使用-XX:NativeMemoryTracking=summary可以用于开启NMT，其中该值默认为off，可以设置summary、detail来开启；开启的话，大概会增加5%-10%的性能消耗；使用-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintNMTStatistics可以在jvm shutdown的时候输出整体的native memory统计；其他的可以使用jcmd pid VM.native_memory相关命令进行查看、diff、shutdown等
• 整个memory主要包含了Java Heap、Class、Thread、Code、GC、Compiler、Internal、Other、Symbol、Native Memory Tracking、Arena Chunk这几部分；其中reserved表示应用可用的内存大小，committed表示应用正在使用的内存大小