2009 年 5 月 11 日
Java™ 堆耗尽并不是造成 java.lang.OutOfMemoryError 的惟一原因。如果
本机内存
耗尽，则会发生
普通调试技巧无法解决的 OutOfMemoryError。本文将讨论本机内存的概念，Java 运行时如何使用它，
它被耗尽时会出现什么情况，以及如何在 AIX® 上调试本机 OutOfMemoryError 。针对 Linux® 和
Windows® 系统的相同主题将在 另一篇同类文章 中介绍。
Java 堆（每个 Java 对象在其中分配）是您在编写 Java 应用程序时使用最频繁的内存区域。JVM 设
计用于将我们与主机的特性隔离，所以将内存当作堆来考虑再正常不过了。您一定遇到过 Java 堆
OutOfMemoryError ，它可能是由于对象泄漏造成的，也可能是因为堆的大小不足以存储所有数据，您也
可能了解这些场景的一些调试技巧。但是随着您的 Java 应用程序处理越来越多的数据和越来越多的并发
负载，您可能就会遇到无法使用常规技巧进行修复的 OutOfMemoryError。在一些场景中，即使 java 堆
未满，也会抛出错误。当这类场景发生时，您需要理解 Java 运行时环境（Java Runtime Environment，
JRE）内部到底发生了什么。
Java 应用程序在 Java 运行时的虚拟化环境中运行，但是运行时本身是使用 C 之类的语言编写的本机
程序，它也会耗用本机资源，包括
本机内存
。本机内存是可用于运行时进程的内存，它与 Java 应用程序
使用的 java 堆内存不同。每种虚拟化资源（包括 Java 堆和 Java 线程）都必须存储在本机内存中，虚
拟机在运行时使用的数据也是如此。这意味着主机的硬件和操作系统施加在本机内存上的限制会影响到
Java 应用程序的性能。
本系列文章共分两篇，讨论不同平台上的相应话题。本文是其中一篇。在这两篇文章中，您将了解什么是
本机内存，Java 运行时如何使用它，本机内存耗尽之后会发生什么情况，以及如何调试本机
OutOfMemoryError。本文将讨论 AIX 并专注于 IBM® Developer Kit for Java。另一篇 类似的文章 讨
论 Windows 和 Linux 上的这一主题，并且不会介绍任何特定的 Java 运行时。
本机内存简介
我将首先解释一下操作系统和底层硬件给本机内存带来的限制。如果您熟悉使用 C 等语言管理动态内存，
那么您可以直接跳到 下一节。
硬件限制
本机进程遇到的许多限制都是由硬件造成的，而与操作系统没有关系。每台计算机都有一个处理器和一些
随机存取存储器（RAM），后者也称为物理内存。处理器将数据流解释为要执行的指令，它拥有一个或多
个处理单元，用于执行整数和浮点运算以及更高级的计算。处理器具有许多
寄存器
—— 常快速的内存元
素，用作被执行的计算的工作存储，寄存器大小决定了一次计算可使用的最大数值。
处理器通过内存总线连接到物理内存。物理地址（处理器用于索引物理 RAM 的地址）的大小限制了可以
寻址的内存。例如，一个 16 位物理地址可以寻址 0x0000 到 0xFFFF 的内存地址，这个地址范围包括
2^16 = 65536 个惟一的内存位置。如果每个地址引用一个存储字节，那么一个 16 位物理地址将允许
处理器寻址 64KB 内存。
处理器被描述为特定数量的数据位。这通常指的是寄存器大小，但是也存在例外，比如 32 位 390 指的
是物理地址大小。对于桌面和服务器平台，这个数字为 31、32 或 64；对于嵌入式设备和微处理器，这
个数字可能小至 4。物理地址大小可以与寄存器带宽一样大，也可以比它大或小。如果在适当的操作系统
上运行，大部分 64 位处理器可以运行 32 位程序。
表 1 列出了一些流行的架构以及它们的寄存器和物理地址大小：
表 1. 一些流行处理器架构的寄存器和物理地址大小
架构
寄存器带宽（位）
物理地址大小（位）
（现代）Intel® x86
32
32
