Java 10: Heap auf alternativen Speicher (NV-DIMM) allozieren – JEP 316

JEP 316 – Heap Allocation on Alternative Memory Devices

Moderne Hardware bietet Non-Volatile DIMMs (NV-DIMM / Persistent Memory): byte-adressierbar, persistent, große Kapazität. Java 10 erlaubt, den Java-Heap auf solchen Geräten zu platzieren.

Neue VM-Option

-XX:AllocateHeapAt=<pfad>

Der Pfad zeigt auf ein Dateisystem, das das NV-DIMM-Gerät einbindet (z. B. /mnt/pmem oder ~/pmem/heap). Die VM führt ein mmap() auf diesen Pfad durch und nutzt den gemappten Bereich als Heap.

Beispiel

java -XX:AllocateHeapAt=/mnt/pmem/heap -Xms4g -Xmx4g -jar meineapp.jar

Weiterhin wirksame Heap-Flags

• -Xms (Initial Heap Size)
• -Xmx (Max Heap Size)
• -XX:InitialHeapSize, -XX:MaxHeapSize

Die Größenangaben begrenzen den genutzten Bereich innerhalb des gemappten Speichers.

Anwendungsfälle

• In-Memory-Datenbanken / Caches: Riesige Heaps (TB-Bereich) ohne DRAM-Kosten.
• Schneller Neustart: Heap-Inhalt persistiert über JVM-Neustarts (wenn Applikation serialisiert/deserialisiert korrekt).
• Checkpoint/Restore: State eines laufenden Prozesses persistieren.

Voraussetzungen & Einschränkungen

• Betriebssystem & Dateisystem müssen mmap mit MAP_SYNC / DAX (Direct Access) unterstützen (Linux Kernel 4.15+, ext4/xfs mit DAX, Windows Server 2016+).
• Nur für Heap; Metaspace, Thread Stacks, Code Cache bleiben im DRAM.
• GC-Verhalten auf persistentem Speicher kann andere Performance-Charakteristiken haben (Latenz, Bandbreite).
• Nicht für alle GC-Algorithmen gleichermaßen getestet (G1, Parallel GC funktionieren; ZGC/Shenandoah experimentell).

Zukunft

Java 11+ erweitert dies mit -XX:AllocateOldGenAt (getrennte Old-Gen-Platzierung) und besserer Integration in Project Panama (Foreign Memory Access API).