跳到主要内容

JEP 316：在替代内存设备上进行堆分配

QWen Max 中英对照 JEP 316 Heap Allocation on Alternative Memory Devices

概述​

启用 HotSpot 虚拟机在用户指定的替代内存设备（例如 NV-DIMM）上分配 Java 对象堆。

动机​

随着廉价的 NV-DIMM 内存的出现，未来的系统可能会配备异构内存架构。此类技术的一个例子是 Intel 的 3D XPoint。这样的架构除了 DRAM 之外，还将具有一个或多个具有不同特性的非 DRAM 内存类型。

本 JEP 针对具有与 DRAM 相同语义（包括原子操作的语义）的替代内存设备，因此可以在不更改现有应用程序代码的情况下用于对象堆以替代 DRAM。所有其他内存结构（如代码堆、元空间、线程栈等）将继续驻留在 DRAM 中。

该提案的一些用例是：

  1. 在多 JVM 部署中，某些 JVM（如守护进程、服务等）的优先级低于其他 JVM。与 DRAM 相比，NV-DIMM 的访问延迟可能更高。低优先级的进程可以使用 NV-DIMM 内存作为堆，从而让高优先级的进程使用更多的 DRAM。

  2. 大数据和内存数据库等应用程序对内存的需求不断增加。这类应用程序可以将 NV-DIMM 用于堆，因为与 DRAM 相比，NV-DIMM 可能具有更大的容量，且成本更低。

描述​

一些操作系统已经通过文件系统公开了非 DRAM 内存。例如 NTFS DAX 模式 和 ext4 DAX。这些文件系统中的内存映射文件绕过页面缓存，并提供了虚拟内存到设备上物理内存的直接映射。

为了在这样的内存中分配堆，我们可以添加一个新的选项 -XX:AllocateHeapAt=<path>。此选项将获取文件系统中的路径，并使用内存映射来实现将对象堆分配到内存设备上的预期结果。该 JEP 并不打算在多个运行的 JVM 之间共享非易失性区域，也不打算在后续的 JVM 调用中重复使用同一区域。

现有的堆相关标志（如 -Xmx、-Xms 等）和垃圾收集相关标志将继续像以前一样工作。

为确保应用安全，实现时必须确保文件系统中创建的文件具备以下条件：

  1. 受到正确权限的保护，防止其他用户访问它。
  2. 在任何可能的情况下，当应用程序终止时被删除。

测试​

测试不一定需要任何特殊的内存；它可以在内存文件系统上执行，例如 ramfs 或 tmpfs。