Интерфейс MemoryPoolMXBean

public interface MemoryPoolMXBean extends PlatformManagedObject

Интерфейс управления пулом памяти. Пул памяти представляет собой управляемый ресурс памяти виртуальной машиной Java и управляется одним или несколькими memory managers.

Виртуальная машина Java имеет один или несколько экземпляров класса-реализации этого интерфейса. Экземпляр, реализующий этот интерфейс, является MXBean, который можно получить, вызвав метод ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans() или из метода platform MBeanServer.

Идентификатор ObjectName для уникальной идентификации MXBean для пула памяти в рамках MBeanServer:

java.lang:type=MemoryPool,name=имя пула

Его можно получить, вызвав метод PlatformManagedObject.getObjectName().

Тип памяти

Виртуальная машина Java имеет кучу для выделения объектов, а также поддерживает некучную память для области методов и выполнения виртуальной машины Java. Виртуальная машина Java может иметь один или несколько пулов памяти. Каждый пул памяти представляет собой область памяти одного из следующих типов:

• heap
• non-heap

Мониторинг использования памяти

Пул памяти имеет следующие атрибуты:

• Использование памяти
• Пиковое использование памяти
• Пороговое значение использования
• Пороговое значение использования при сборе (поддерживается только некоторыми пулами памяти с сборкой мусора)

1. Использование памяти

Метод getUsage() предоставляет оценку текущего использования пула памяти. Для пула памяти с сборкой мусора объем используемой памяти включает память, занятую всеми объектами в пуле, включая как достижимые, так и недостижимые объекты.

В общем случае этот метод — это легкая операция для получения приблизительного использования памяти. Для некоторых пулов памяти, например, когда объекты не упакованы непрерывно, этот метод может быть дорогостоящей операцией, требующей некоторых вычислений для определения текущего использования памяти. Реализация должна документировать такие случаи.

2. Пиковое использование памяти

Виртуальная машина Java сохраняет пиковое использование памяти пула памяти с момента запуска виртуальной машины или сброса пика. Пиковое использование памяти возвращается методом getPeakUsage() и сбрасывается вызовом метода resetPeakUsage().

3. Пороговое значение использования

Каждый пул памяти имеет управляемый атрибут, называемый пороговым значением использования, который имеет значение по умолчанию, предоставляемое виртуальной машиной Java. Значение по умолчанию зависит от платформы. Пороговое значение использования можно установить с помощью метода setUsageThreshold. Если порог установлен в положительное значение, проверка пересечения порога использования включена в этом пуле памяти. Если порог использования установлен в ноль, проверка пересечения порога использования в этом пуле памяти отключена. Метод isUsageThresholdSupported() можно использовать для определения поддержки этой функциональности.

Виртуальная машина Java выполняет проверку пересечения порога использования на основе пула памяти в наиболее подходящее время, как правило, во время сбора мусора. Каждый пул памяти поддерживает счетчик usage threshold count, который будет увеличиваться каждый раз, когда виртуальная машина Java обнаруживает, что использование памяти пула пересекает порог.

Этот управляемый атрибут порога использования предназначен для мониторинга возрастающей тенденции использования памяти с низкой нагрузкой. Порог использования может быть неподходящим для некоторых пулов памяти. Например, генераторный сборщик мусора, распространенный алгоритм сбора мусора, используемый во многих реализациях виртуальных машин Java, управляет двумя или более поколениями, разделяя объекты по возрасту. Большинство объектов выделяются в самом молодом поколении (например, в пуле памяти nursery). Пул памяти nursery предназначен для заполнения, а сборка пула памяти nursery освободит большую часть его памяти, поскольку ожидается, что он содержит в основном кратковременные объекты, которые, в основном, недостижимы во время сбора мусора. В этом случае для пула памяти nursery более целесообразно не поддерживать порог использования. Кроме того, если стоимость выделения объекта в одном пуле памяти очень низкая (например, просто атомная замена указателя), виртуальная машина Java, вероятно, не будет поддерживать порог использования для этого пула памяти, поскольку накладные расходы на сравнение использования с порогом выше, чем стоимость выделения объекта.

Использование памяти системы можно отслеживать с помощью механизмов опроса или уведомления о пороге.

1. Опрос

   Приложение может непрерывно отслеживать свое использование памяти, вызывая метод getUsage() для всех пулов памяти или метод isUsageThresholdExceeded() для тех пулов памяти, которые поддерживают порог использования. Ниже приведен пример кода, в котором есть поток, выделенный для распределения и обработки задач. В каждом интервале он определяет, должен ли он получать и обрабатывать новые задачи на основе своего использования памяти. Если использование памяти превышает порог использования, он перераспределит все ожидающие задачи другим виртуальным машинам и прекратит прием новых задач до тех пор, пока использование памяти не вернется ниже порога использования.

          // Assume the usage threshold is supported for this pool.
          // Set the threshold to myThreshold above which no new tasks
          // should be taken.
          pool.setUsageThreshold(myThreshold);
          ....
   
          boolean lowMemory = false;
          while (true) {
             if (pool.isUsageThresholdExceeded()) {
                 // potential low memory, so redistribute tasks to other VMs
                 lowMemory = true;
                 redistributeTasks();
                 // stop receiving new tasks
                 stopReceivingTasks();
             } else {
                 if (lowMemory) {
                     // resume receiving tasks
                     lowMemory = false;
                     resumeReceivingTasks();
                 }
                 // processing outstanding task
                 ...
             }
             // sleep for sometime
             try {
                 Thread.sleep(sometime);
             } catch (InterruptedException e) {
                 ...
             }
          }
          

   В приведенном выше примере не различается случай, когда использование памяти временно опустилось ниже порога использования, от случая, когда использование памяти остается выше порога между двумя итерациями. Счетчик порога использования, возвращаемый методом getUsageThresholdCount(), можно использовать для определения того, вернулось ли использование памяти ниже порога между двумя опросами.

   Ниже приведен другой пример, который предпринимает какие-либо действия, если пул памяти находится в условиях низкой памяти, и игнорирует изменения использования памяти в течение времени обработки действия.

          // Assume the usage threshold is supported for this pool.
          // Set the threshold to myThreshold which determines if
          // the application will take some action under low memory condition.
          pool.setUsageThreshold(myThreshold);
   
          int prevCrossingCount = 0;
          while (true) {
              // A busy loop to detect when the memory usage
              // has exceeded the threshold.
              while (!pool.isUsageThresholdExceeded() ||
                     pool.getUsageThresholdCount() == prevCrossingCount) {
                  try {
                      Thread.sleep(sometime)
                  } catch (InterruptException e) {
                      ....
                  }
              }
   
              // Do some processing such as check for memory usage
              // and issue a warning
              ....
   
              // Gets the current threshold count. The busy loop will then
              // ignore any crossing of threshold happens during the processing.
              prevCrossingCount = pool.getUsageThresholdCount();
          }
          

2. Уведомления о пороге использования

   Уведомления о пороге использования будут выпущены MemoryMXBean. Когда виртуальная машина Java обнаруживает, что использование памяти пула памяти достигло или превысило порог использования, виртуальная машина вызовет MemoryMXBean для выпуска usage threshold exceeded notification. Другое уведомление о превышении порога использования не будет сгенерировано до тех пор, пока использование не упадет ниже порога, а затем не превысит его снова.

   Ниже приведен пример кода, реализующего ту же логику, что и первый пример выше, но использующего механизм уведомления о пороге использования для обнаружения условий низкой памяти вместо опроса. В этом коде уведомлений, при получении уведомления, обработчик уведомлений уведомляет другой поток для выполнения фактического действия, например, для перераспределения ожидающих задач, остановки приема задач или возобновления приема задач. Метод handleNotification должен быть разработан для выполнения очень небольшого объема работы и возврата без задержки, чтобы избежать задержек в доставке последующих уведомлений. Занимающие много времени действия должны выполняться отдельным потоком. Обработчик уведомлений может вызываться несколькими потоками одновременно, поэтому задачи, выполняемые обработчиком, должны быть должным образом синхронизированы.

          class MyListener implements javax.management.NotificationListener {
               public void handleNotification(Notification notification, Object handback)  {
                   String notifType = notification.getType();
                   if (notifType.equals(MemoryNotificationInfo.MEMORY_THRESHOLD_EXCEEDED)) {
                       // potential low memory, notify another thread
                       // to redistribute outstanding tasks to other VMs
                       // and stop receiving new tasks.
                       lowMemory = true;
                       notifyAnotherThread(lowMemory);
                   }
               }
          }
   
          // Register MyListener with MemoryMXBean
          MemoryMXBean mbean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
          NotificationEmitter emitter = (NotificationEmitter) mbean;
          MyListener listener = new MyListener();
          emitter.addNotificationListener(listener, null, null);
   
          // Assume this pool supports a usage threshold.
          // Set the threshold to myThreshold above which no new tasks
          // should be taken.
          pool.setUsageThreshold(myThreshold);
   
          // Usage threshold detection is enabled and notification will be
          // handled by MyListener.  Continue for other processing.
          ....
   
          

   Нет гарантий относительно того, когда MemoryMXBean выпустит уведомление о пороге и когда уведомление будет доставлено. При вызове обработчика уведомлений использование памяти пула памяти может несколько раз пересечь порог использования. Метод MemoryNotificationInfo.getCount() возвращает количество раз, когда использование памяти пересекло порог использования в момент создания уведомления. Его можно сравнить со значением счетчика текущего порога использования, возвращаемым методом getUsageThresholdCount(), чтобы определить, произошла ли такая ситуация.

4. Пороговое значение использования при сборе

Пороговое значение использования при сборе — это управляемый атрибут, применимый только к некоторым пулам памяти с сборкой мусора. После того, как виртуальная машина Java приложила усилия для освобождения памяти путем рециклинга неиспользуемых объектов в пуле памяти во время сбора мусора, некоторое количество байтов в пулах памяти, которые были собраны, все еще будут использоваться. Пороговое значение использования при сборе позволяет установить значение для этого количества байтов таким образом, что если порог превышен, collection usage threshold exceeded notification будет выпущен MemoryMXBean. Кроме того, collection usage threshold count затем будет увеличен.

Метод isCollectionUsageThresholdSupported() можно использовать для определения поддержки этой функциональности.

Виртуальная машина Java выполняет проверку порога использования при сборе на основе пула памяти. Эта проверка включена, если порог использования при сборе установлен в положительное значение. Если порог использования при сборе установлен в ноль, эта проверка отключена в этом пуле памяти. Значение по умолчанию равно нулю. Виртуальная машина Java выполняет проверку порога использования при сборе во время сбора мусора.

Некоторые пулы памяти со сборкой мусора могут отказаться от поддержки порога использования при сборе. Например, пул памяти управляется только непрерывным конкурирующим сборщиком мусора. Объекты могут быть выделены в этом пуле памяти каким-то потоком, в то время как неиспользуемые объекты одновременно собираются конкурирующим сборщиком мусора. Если нет четко определенного времени сбора мусора, которое является лучшим подходящим временем для проверки использования памяти, порог использования при сборе не должен поддерживаться.

Порог использования при сборе предназначен для мониторинга использования памяти после того, как виртуальная машина Java приложила усилия для освобождения памяти путем рециклинга неиспользуемых объектов. Использование при сборе также можно отслеживать с помощью механизмов опроса и уведомления о пороге, описанных выше для порога использования, аналогичным образом.