内核内存是Linux内存空间主要用于程序调度、内存分配、连接硬件资源等程序逻辑使用。
用户内存是每个过程的主要空间，Linux为每个过程提供相同的虚拟内存空间；这使得过程相互独立，不相互干扰。实现的方法是使用虚拟内存技术：给每个过程一定的虚拟内存空间，只有当虚拟内存实现时 物理内存只有在使用时才能分配。
如下图所示，32Linux就系统而言，一般为0~3G虚拟内存空间分配为用户空间，3~4G虚拟内存空间分配 为核心空间；64位系统的划分类似。
从过程的角度来看，可以直接访问过程的用户内存(虚拟内存空间)分为代码区、数据区、堆叠区、堆叠区和未使用区五部分。
将应用程序存储在代码区域的机器代码不能在运行过程中修改，具有只读和固定尺寸的特点。
应用程序中的全局数据、静态数据和一些常量字符串存储在数据区，其大小也是固定的。
堆是程序运行时动态应用的空间，是程序运行时直接应用和释放的内存资源。
栈区用于存储传入参数、临时变量、返回地址等数据。
未使用区域分配新内部 储存空间的准备区域。
二、进程与JVM内存空间
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JVM本质上是一个过程，所以它的内存空间(也称为运行时的数据区，注意和JMM差异)也有过程的一般特征。深入简单 Java 中 JVM 本文参考内存管理。
但是，JVM这不是一个普通的过程，它在内存空间中有许多新的特征，主要有两个原因 个：
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JVM将许多原本属于操作系统管理范畴的东西移植到JVM内部，目的在于减少系统调用的次数；
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Java NI
O，目的是减少用于读写的用途IO系统调用的费用。JVM与普通过程内存模型相比，过程如下：
需要注意的是，这个模型不是JVM内存使用的精确模型更注重从操作系统的角度省略一些JVM内部细节(虽然也很重要)。下面从用户内存和内核内存两个方面的解释JVM过程的内存特征。
1.用户内存
上图特别强调JVM过程模型的代码区和数据区是指JVM而不是自己的Java程序的。普通进程栈区，在JVM一般只用作线程栈。JVM堆区与普通工艺的区别最大，具体说明如下：
首先是永久代。永久代本质上是Java代码区码区和数据区。Java程序中类（class），它将被加载到整个区域的不同数据结构中，包括常量池、域、方法数据、方法体、结构函数、类别中的特殊方法、实例初始化、接口初始化等。这个区域对于操作系统来说，是堆的一个部分；而对于Java程序来 这就是容纳程序本身和静态资源的空间，使之JVM能够解释执行Java程序。
二是新生代和老年代。新生代和老年代是。Java堆叠空间主要用于存储内存对象；但其管理模式与普通过程有本质区别。
例如，当普通过程在运行过程中为内存对象分配空间时，C 执行new操作时，会触发分配内存空间的系统调用，操作系统的线程会根据对象的大小分配空间，然后返回 同时，当程序释放对象时，如C 执行delete操作时，还会触发系统调用，通知操作系统对象占用的空间已经可以回收。
JVM内存的使用不同于一般过程。JVM向操作系统申请一个完整的内存区域(具体尺寸可以JVM参数调节）作为Java程序堆(分为新生代和老年代)；当Java程序申请内存空间，如执行new操作，JVM根据这个空间所需的大小分配Java程序，并且Java程序不负责通知JVM何时可以释放这个 对象的空间，回收垃圾对象内存空间的原因JVM进行。
JVM内存管理的优点很明显，包括：一是减少系统调用次数，JVM在给Java在程序分配内存空间时，不需要操作系统干预 Java当堆积尺寸变化时，需要向操作系统申请内存或通知回收，而普通程序需要系统调用参与每个内存空间的分配和回收；第二，减少内存泄漏，没有普通程序(或 通知操作系统内存空间的释放是内存泄漏的重要原因之一JVM统一管理可以避免程序员造成的内存泄漏。
最后是未使用区，是分配新内存空间的备区。对于普通过程，该区域可用于堆叠和堆叠空间的应用和释放，该区域将用于每次堆叠内存分配 因此，域的大小变化频繁；对于JVM在过程中，该区域将用于调整堆尺寸和线程堆栈，而堆尺寸一般较小，因此尺寸相对稳定。该区域的操作系统将动态调整 该区域的实际物理内存通常际的物理内存，只允许过程在这个区域申请堆叠或堆叠空间。
2.内核内存
应用程序通常不直接处理内核内存，内核内存由操作系统管理和使用；但随着Linux对性能的关注和改进，一些新的特性使应用程序能够 使用内核内存，或映射到内核空间。Java NIO正是在这种背景下诞生的，充分利用了它Linux系统的新特性得到了改进Java程序的IO性能。
上图给出了Java NIO使用的内核内存linux系统中的分布。nio buffer主要包括：nio使用各种channel时所使用的ByteBuffer、Java主动使用程序 ByteBuffer.allocateDirector申请分配的Buffer。
而在PageCache里面，nio使用的内存主要包 括：FileChannel.map打开文件占用的方式mapped、FileChannel.transferTo和 FileChannel.transferFrom所需要的Cache（图中标示 nio file）。
通过JMX可以监控到NIO Buffer和 mapped 如下图所示。FileChannel通过系统调用实现原生的实现PageCache，过程对于Java它是透明的，不能监控这部分内存的使用。
Linux和Java NIO为程序使用内核内存开辟空间，主要是为了减少不必要的复制IO操作系统调用的费用。例如，将磁盘文件的数据发送到网卡件的数据发送到网卡上NIO时，数据流动比较下图所示：
复制内核内存和用户内存之间的数据消耗资源和时间，从上图可以看出，通过NIO的方式减少了2次内核内存和用户内存之间的数据拷贝。这是Java NIO高性能的重要机制之一（另一个是异步非阻塞）。
从上面可以看出，内核内存是对的Java程序性能也很重要。因此，在划分系统内存时，必须为核心留出一定的可用空间。
三、案例分析
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1.内存分配问题
通过以上分析，可以总结省略相对较小的区域JVM占用的内存：
JVM内存 ≈ Java永久代 ＋ Java堆(新生代和老年) ＋ 线程栈＋ Java NIO
回到文章开头提出的问题，原来的内存分配是:6g(java堆) ＋ 600m(监控) ＋ 800m(系统)剩余约6000m未分配内存。
现在分析这600m内存分配：
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Linux保留大约200m，这部分是Linux需要正常运行，
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Java线程数量为160，JVM默认线程栈的大小为1m，因此使用160m内存，
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Java NIO buffer，通过JMX最多占2000m，
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Java服务使用NIO需要大量阅读和撰写文件PageCache，就像之前的分析一样，这暂时不容易定量估计大小。
前三项加起来已经560了m，因此可以断定Linux物理内存不足。
细心的人会发现引言中有两个服务器，一个SWAP最多占用了2.16g，另外一个SWAP最多占用了871m；然而，我们的内存差距似乎并不大。事实上，这是因为SWAP和GC同时，从下图可以看出，SWAP长期使用GC在同一时刻发生。
SWAP和GC同时发生会导致GC时间很长，JVM严重卡顿，极端的情况下会导致服务崩溃。原因如下：JVM进行GC当时，有必要使用相应堆分区的用 如果GC当堆的一部分内容被交换到SWAP当你遍历这部分时，你需要将其交换回内存。同时，由于内存空间不足，你需要将内存堆放在一起 另一部分部分SWAP所以在遍历堆分区的过程中，(极端情况下)整个堆分区将轮流进行SWAP写一遍。Linux对SWAP回收滞后，我 会看到很多SWAP占用。Linux对SWAP回收滞后，我 会看到很多SWAP占用。通过减少堆积大小或增加物理内存，可以解决上述问题。
原因如下：JVM进行GC当时，有必要使用相应堆分区的用 如果GC当堆的一部分内容被交换到SWAP当你遍历这部分时，你需要将其交换回内存。同时，由于内存空间不足，你需要将内存堆放在一起 另一部分部分SWAP所以在遍历堆分区的过程中，(极端情况下)整个堆分区将轮流进行SWAP写一遍。Linux对SWAP回收滞后，我 会看到很多SWAP占用。Linux对SWAP回收滞后，我 会看到很多SWAP占用。通过减少堆积大小或增加物理内存，可以解决上述问题。