JVM---直接内存

直接内存

直接内存概述

1. 不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域。

2. 直接内存是在 Java 堆外的、直接向系统申请的内存区间。

3. 来源于 NIO，通过存在堆中的 DirectByteBuffer 操作 Native 内存

4. 通常，访问直接内存的速度会优于 Java 堆。即读写性能高。

   • 因此出于性能考虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。
   • Java 的 NIO 库允许 Java 程序使用直接内存，用于数据缓冲区 。

/**
 *  IO                  NIO (New IO / Non-Blocking IO)
 *  byte[] / char[]     Buffer
 *  Stream              Channel
 *
 * 查看直接内存的占用与释放
 */
public class BufferTest {
    
    
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 1024;//1GB

    public static void main(String[] args){
    
    
        //直接分配本地内存空间
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
        System.out.println("直接内存分配完毕，请求指示！");

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        scanner.next();

        System.out.println("直接内存开始释放！");
        byteBuffer = null;
        System.gc();
        scanner.next();
    }
}

直接占用了 1G 的本地内存！

BIO 与 NIO

非直接缓存区（BIO）：原来采用BIO的架构，在读写本地文件时，我们需要从用户态切换成内核态。

直接缓冲区（NIO）：直接操作物理磁盘，省去了中间过程。

直接内存与 OOM

1. 直接内存也可能导致OutofMemoryError异常；
2. 由于直接内存在Java堆外，因此它的大小不会直接受限于-Xmx指定的最大堆大小，但是系统内存是有限的，Java堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存；
3. 直接内存的缺点为：分配回收成本较高和不受JVM内存回收管理；
4. 直接内存大小可以通过MaxDirectMemorySize设置；
5. 如果不指定，默认与堆的最大值-Xmx参数值一致。

OOM示例：

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/**
 * 本地内存的OOM:  OutOfMemoryError: Direct buffer memory
 *
 */
public class BufferTest2 {
    
    
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 20;//20MB

    public static void main(String[] args) {
    
    
        ArrayList<ByteBuffer> list = new ArrayList<>();

        int count = 0;
        try {
    
    
            while(true){
    
    
                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
                list.add(byteBuffer);
                count++;
                try {
    
    
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        } finally {
    
    
            System.out.println(count);
        }


    }
}

异常输出：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
	at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:694)
	at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
	at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:311)
	at com.heu.java.BufferTest2.main(BufferTest2.java:21)

简单理解：java process memory = java heap + native memory.