java -Xmx1G 是指 10^9 还是 2^30 字节？

Question

一般来说，是用于-Xmx、-Xms 和-Xmn 选项的单位（“k”、“M”和“G”，或者不太标准的可能性“K”、“m”或“g”）Binary prefix 倍数（即 1024 的幂），还是 1000 的幂？

手册说它们代表千字节 (kB)、兆字节 (MB) 和千兆字节 (GB)，表明它们是原始 SI 系统中定义的 1000 的幂。我的非正式测试（我不太自信）表明它们确实是 kibibytes (kiB)、mebibytes (MiB) 和 gibibytes (GiB)，都是 1024 的幂。

那么哪个是正确的？例如。什么 Java 代码会显示当前大小？

对于 RAM 大小而言，使用 1024 的倍数并不奇怪，因为 RAM 通常是通过加倍硬件模块进行物理布局的。但是随着权力越来越大，以清晰和标准的方式使用单位变得越来越重要，因为混乱的可能性也在增加。我的 JVM 也接受单位“t”，1 TiB 比 1 TB 大 10%。

注意：如果这些确实是二进制倍数，我建议更新文档和用户界面以非常清楚地说明这一点，例如“附加字母 k 或 K 以表示千字节（1024 字节）或 m或 M 表示兆字节（1048576 字节）”。这就是所采用的方法，例如，在 Ubuntu 中：UnitsPolicy - Ubuntu Wiki。

注意：有关选项用途的更多信息，请参见例如java - What are the Xms and Xmx parameters when starting JVMs?.

Answer 1

简短回答：JVM 命令行参数使用的所有内存大小都以传统的二进制单位指定，其中 1 千字节为 1024 字节，其他为 1024 的递增幂。

长答案：

This documentation page on the command line arguments 表示以下适用于所有接受内存大小的参数：

例如，要将大小设置为 8 GB，您可以指定 8g、8192m、8388608k 或 8589934592 作为参数。

对于-Xmx，给出了这些具体的例子：

以下示例展示了如何使用不同的单位将分配内存的最大允许大小设置为 80 MB：

-Xmx83886080
-Xmx81920k
-Xmx80m

在我想检查文档之前（我假设你已经有了？），我检查了 HotSpot 的源代码，发现内存值在 src/share/vm/runtime/arguments.cpp 中被函数 atomull 解析（这似乎代表“ASCII到内存中，unsigned long long"):

// Parses a memory size specification string.
static bool atomull(const char *s, julong* result) {
  julong n = 0;
  int args_read = sscanf(s, JULONG_FORMAT, &n);
  if (args_read != 1) {
    return false;
  }
  while (*s != '\0' && isdigit(*s)) {
    s++;
  }
  // 4705540: illegal if more characters are found after the first non-digit
  if (strlen(s) > 1) {
    return false;
  }
  switch (*s) {
    case 'T': case 't':
      *result = n * G * K;
      // Check for overflow.
      if (*result/((julong)G * K) != n) return false;
      return true;
    case 'G': case 'g':
      *result = n * G;
      if (*result/G != n) return false;
      return true;
    case 'M': case 'm':
      *result = n * M;
      if (*result/M != n) return false;
      return true;
    case 'K': case 'k':
      *result = n * K;
      if (*result/K != n) return false;
      return true;
    case '\0':
      *result = n;
      return true;
    default:
      return false;
  }
}

K、M、G 这些常量在src/share/vm/utilities/globalDefinitions.hpp 中定义：

const size_t K                  = 1024;
const size_t M                  = K*K;
const size_t G                  = M*K;

所有这些都证实了文档，除了对 TB 的 T 后缀的支持显然是后来添加的，根本没有记录。

不强制使用单位乘数，所以如果你想要十亿字节，你可以写-Xmx1000000000。如果你确实使用了乘数，它们是二进制的，所以-Xmx1G 表示 2³⁰ 字节，或者一根内存条。

_{（这并不奇怪，因为 Java 早于 IEC 追溯重新定义现有单词的尝试。如果 IEC 仅建议使用限定符“二进制”和“十进制”来消除内存单元的歧义，则可以避免混淆有时它们的含义不清楚。例如，二进制千兆字节 (GB2) = 1024³ 字节，十进制千兆字节 (GB10) = 1000³ 字节。但是不，他们重新定义了每个人已经在使用的词，不可避免地引发混乱，让我们被这些小丑困住术语“gibibyte”、“tebibyte”等等。哦，上帝保佑我们。）}

Answer 2

您有两种选择来回答您的问题：

a) 检查 JDK 的源代码。抱歉，我无法在 5 分钟内搜索到它。

b) 编写一个模拟，运行几次并进行一些观察。

public class A {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    System.out.println("total: " + Runtime.getRuntime().totalMemory());
  }
}

并运行几次：

java -Xms130m -Xmx2G A
total: 131072000
java -Xms131m -Xmx2G A
total: 132644864
java -Xms132m -Xmx2G A
total: 132644864
java -Xms133m -Xmx2G A
total: 134742016
java -Xms134m -Xmx2G A
total: 134742016

所以有根据的猜测是 java 使用的不是一个确切的数字，而是您请求的数字的 2^n 近似值。

Answer 3

在另一个关于-Xmx 标志的question 中，Runtime.getRuntime().maxMemory() 用于显示当前大小。还需要注意的是，-Xmx1024m 和 -Xmx1g 产生相同的输出，表明数字是 2 的幂，而不是 10 的幂。

还要注意totalMemory() 和maxMemory() 之间的区别。
What are Runtime.getRuntime().totalMemory() and freeMemory()?