进程用到的虚拟内存比物理内存小是怎么回事？

Question

下面进程用到的虚拟内存比物理内存小是怎么回事？

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                      
  246 root      20   0 7070m 2.5g  10m S  0.4  4.0  58:42.39 java 

我的理解是，虚拟内存应该比物理内存大啊，虚拟内存包括申请的内存，而物理内存是实际使用的内存
譬如

 List list = new ArrayList<String>(1000);
 list.add("abcd");   

这里申请了1000个，所以虚拟内存大小是1000个String的大小,但是物理内存就是“abcd”这个字符串占的内存。

Answer 1

virt 7070m
你的java程序能访问的内存空间地址, 包括代码,数据,共享库,交换页等等, 这是一个虚拟映射, 并不是所有地址都有相应的物理内存对应, 所以可以是大于物理内存的.

res 2.5g
这个可能和你的java启动参数有关, 如 -Xmx2500m或比这个还大, 是程序占用的非交换的驻留内存.

shr 10m
占用内存的可共享部分,可能与其他进行共用.

%mem 4.0
占用内存的百分比

推测 2.5g/4%=62.5~你的机器有64G的物理内存

至于代码

 List list = new ArrayList<String>(1000);
 list.add("abcd");  

可以这样理解内存使用
new ArrayList<String>(1000); 仅仅是分配并初始化了一个ArrayList对象. 并初始化的内部的数组对象

我们看一下JDK6的源码

127     public ArrayList(int initialCapacity) {
128         super();  //调用AbstractList的默认构造函数,里面什么也没有做
129         if (initialCapacity < 0)
130             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
131                                                initialCapacity);
132         this.elementData = new Object[initialCapacity]; //创建一个数组对象
133     }

真正消耗内存的是 new Object[initialCapacity], 大约是initialCapacity*4个字节, 算下来也不多.
list.add("abcd")增加了一个string对象加对象内部字符和属性(长度等)占用的内存.

可以用下面的小程序完成对内存使用的检验

import java.util.*;

public class test{

        public static void print(){

        long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();
        long used  = Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();
        System.out.println("total="+total+" used="+used);

    }

    public static void main(String[] args)throws Exception {
         print(); //(1)
         List<String> list = new ArrayList<>(1000000);
         print(); //(2)
         Thread.sleep(1000);
         int i=0;
         while(i++<1000000){
          list.add(i+"test1234567890");
         }
         print();//(3)

         Thread.sleep(10000);  
    }
} 

代码里的Thread.sleep的作用是为了占用内存时间长一下,这样可以用终端指令进行监控

top -p `pgrep java`

上面的程序执行后输出的结果为

total=55574528 used=608336        (1)
total=55574528 used=4608352       (2)
total=204472320 used=85200512     (3)

上面(2)-(1) 4608352-608336= 4000016
对应的是ArrayList对象占16字节, elementData数组每个占4字节,共1Mx4=4M内存.
放入字符串后, 85200512-4608352=80592160, 大概我的每个测试字符串占用了80字节,实际字符平均20个, 每个字符占用的也是4个字节.

-----实践出真知-----

Answer 2

你的程序运行在一个线程中，而线程运行在java虚拟机中，虚拟机内存又是由内存来，所以，内存 > 虚拟机内存 > 每个线程所开辟的内存。