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Java Memory Heap

Java Memory Heap é um dos subsistemas gerenciados pela JVM, sua função principal é gerenciar a memória da JVM.

Definindo o tamanho de heap​

Quando não definimos explicitamente as configurações que a JVM deve seguir, ela fará sozinha, esse processo é chamado de Java Ergonomics. Veja o que diz a documentação sobre os valores definidos para o uso de mémoria:

- Initial heap size of 1/64 of physical memory 
- Maximum heap size of 1/4 of physical memory -- máximo de RAM usada será de apenas 1/4.

Isso é bastante prejudicial em um ambiente conteinerizado, já que não iriamos utilizar todo o recurso que liberamos para o container. Mas podemos sobrescrever esses valores utilizando:

# primeiro modo - estático:
-Xms512m # tamanho inicial
-Xmx4g # tamanho máximo, até onde irá expandir

# segundo modo - por percentual:
-XX:InitialRAMPercentage=10 # tamanho inicial
-XX:MaxRAMPercentage=70 # tamanho máximo, até onde irá expandir
XX:MinRAMPercentage - um erro de nomenclatura

Há outro parâmetro chamado -XX:MinRAMPercentage, que apesar do seu nome, não tem a função de definir o tamanho mínimo do heap, mas sim o tamanho máximo para heaps inferiores a 200Mb (estranho, eu sei). Veja mais sobre.

Habilitando NUMA​

Em resumo, NUMA é uma tecnologia que visa reduzir a latência do acesso da CPU à mémoria. Felizmente, e Java possui suporte a essa tecnologia.

Antes de habilitarmos o NUMA, precisamos verificar se a maquina atual (linux) possui suporte:

numactl --hardware

Você deve receber uma saída similar a essa:

available: 1 nodes (0)
node 0 cpus: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
node 0 size: 15755 MB
node 0 free: 1747 MB
node distances:
node   0 
  0:  10

Então você pode habilitar o NUMA com a opção:

-XX:+UseNUMA
calma lá

Não há milagres aqui, dependendo da aplicação você pode ter o efeito contrário ao habilitar o NUMA. Verifique o ajuste utilizando testes de desempenho.

Deduplicação de objetos string​

A deduplicação é uma feature da JVM que evita o armazenamento de objetos String iguais, reduzindo o uso de mémoria da aplicação.

Você pode habilitar a deduplicação de string utilizando a opção:

-XX:+UseStringDeduplication
MÉMORIA VS CPU

Habilitar a deduplicação irá diminuir o uso de mémoria da sua aplicação, em contrapartida, irá aumentar o uso de CPU.

Memória virtual e física - AlwaysPreTouch​

A JVM aloca inicialmente o heap na memória virtual, então gradualmente moverá as paginas para a memória física. Podemos alterar esse comportamento forçando o Java a alocar o heap diretamente na memória física:

-XX:+AlwaysPreTouch
melhoria de desempenho em troca de tempo de inicialização

Utilizar o parâmetro "AlwaysPreTouch" irá melhorar o desempenho da sua aplicação, em contrapartida, o tempo de inicialização pode ser severamente afetado. Um bom uso para esse parâmetro é utilizá-lo em testes de estresse, onde logo na inicialização, replicamos o cenário em produção em que a JVM já alocou todo o heap na memória física.

em desenvolvimento
  • Java Large Pages
  • Head Dump e Head Dump Path
  • Resize Policy