NIO DirectByteBuffer 内存泄露的测试

    写NIO程序经常使用ByteBuffer来读取或者写入数据,那么使用ByteBuffer.allocate(capability)还是使用ByteBuffer.allocteDirect(capability)来分配缓存了?第一种方式是分配JVM堆内存,属于GC管辖范围,由于需要拷贝所以速度相对较慢;第二种方式是分配OS本地内存,不属于GC管辖范围,由于不需要内存拷贝所以速度相对较快。

 

    我们肯定想选择比较快的,但问题是直接内存不属于GC管辖范围,需要弄清楚这部分内存如何管理,否则造成内存泄露就麻烦了。本地内存在JAVA中有一个对应的包装类DirectByteBuffer,该类属于Java类,适当的时候会被GC回收,当它被回收前会调用本地方法把直接内存给释放了,所以本地内存可以随DirectByteBuffer对象被回收而自动回收,貌似没有问题;但如果不断分配本地内存,堆内存很少使用,那么JVM就不需要执行GC,DirectByteBuffer对象们就不会被回收,这时候堆内存充足,但本地内存可能已经使用光了,再次尝试分配本地内存就会出现OutOfMemoryError,那程序就直接崩溃了。

 

    有没有解决方案?自动释放不靠谱,我们是否可以手动释放本地内存,把握主动权?果然DirectByteBuffer持有一个Cleaner对象,该对象有一个clean()方法可用于释放本地内存,所以需要的时候我们可以调用这个方法手动释放本地内存。

 

以下代码与测试场景帮助理解与证实以上描述。

 

代码1:

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package  com.stevex.app.nio;
 
import  java.nio.ByteBuffer;
import  java.util.concurrent.TimeUnit;
 
public  class  DirectByteBufferTest {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  InterruptedException{
             //分配128MB直接内存
         ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect( 1024 * 1024 * 128 );
         
         TimeUnit.SECONDS.sleep( 10 );
         System.out.println( "ok" );
     }
 
}

 

测试用例1:设置JVM参数-Xmx100m,运行异常,因为如果没设置-XX:MaxDirectMemorySize,则默认与-Xmx参数值相同,分配128M直接内存超出限制范围。

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Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
     at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:658)
     at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
     at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:306)
     at com.stevex.app.nio.DirectByteBufferTest.main(DirectByteBufferTest.java:8)

 

测试用例2:设置JVM参数-Xmx256m,运行正常,因为128M小于256M,属于范围内分配。

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测试用例3:设置JVM参数-Xmx256m -XX:MaxDirectMemorySize=100M,运行异常,分配的直接内存128M超过限定的100M。

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Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
     at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:658)
     at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
     at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:306)
     at com.stevex.app.nio.DirectByteBufferTest.main(DirectByteBufferTest.java:8)

 

代码2:

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package  com.stevex.app.nio;
 
import  java.nio.ByteBuffer;
import  java.util.concurrent.TimeUnit;
import  sun.nio.ch.DirectBuffer;
 
public  class  DirectByteBufferTest {
     public  static  void  main(String[] args)  throws  InterruptedException{
         //分配512MB直接缓存
         ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect( 1024 * 1024 * 512 );
         
         TimeUnit.SECONDS.sleep( 10 );
         
         //清除直接缓存
         ((DirectBuffer)bb).cleaner().clean();
         
         TimeUnit.SECONDS.sleep( 10 );
         
         System.out.println( "ok" );
     }
 
}

测试用例4:设置JVM参数-Xmx768m,运行程序观察内存使用变化,会发现clean()后内存马上下降,说明使用clean()方法能有效及时回收直接缓存。

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