JVM基础篇-直接内存

JVM基础篇-直接内存

什么是直接内存?

直接内存( 堆外内存 ) 指的是 Java 应用程序通过直接方式从操作系统中申请的内存,这块内存不属于jvm

传统方式读取文件

• 首先会从用户态切换到内核态，调用操作系统函数从磁盘读取文件，读取一部分到操作系统缓冲区中
• 然后从内核态切换到用户态，从系统缓冲区复制数据到Java堆缓冲区中

利用直接内存读取文件

• 首先会从用户态切换到内核态，调用操作系统函数从磁盘读取文件，读取一部分到直接内存中
• java可以直接访问直接内存，而不用进行再次复制，从而效率得到成倍提升

直接内存溢出

直接内存也会出现内存溢出，所以使用时需要小心

探究ByteBuffer

• 演示Unsafe对象的使用

/**
 * @apiNote 直接内存是通过Unsafe对象的freeMemory方法完成内存释放而不是通过JVM自动垃圾回收
 */
public class Demo10 {
    static int _1GB = 1024 * 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Unsafe unsafe = getUnsafe();
        long base = unsafe.allocateMemory(_1GB);//分配直接内存，返回内存地址
        unsafe.setMemory(base, _1GB, (byte) 0);
        System.in.read();
        unsafe.freeMemory(base);//释放内存
        System.in.read();
    }

    public static Unsafe getUnsafe() {
        try {
            Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            f.setAccessible(true);
            Unsafe unsafe = (Unsafe) f.get(null);
            return unsafe;
        } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

ByteBuffer是怎么声明直接内存和回收内存的呢?

• 可以看出底层声明内存采用Unsafe对象声明，而垃圾回收交给Cleaner对象进行管理

• 当虚ByteBuffer对象被回收时，会自动触发任务的run方法，该run方法会自动调用Unsafe对象的释放内存方法

当jvm设置为禁用显式的垃圾回收时，直接内存只有到下次真正的垃圾回收时才会被释放，需要解决这个问题可以通过Unsafe对象手动回收这部分内存

-XX:+DisableExplicitGC //禁用显式的垃圾回收 相当于禁用System.gc()

总结

• 使用了 Unsafe 对象完成直接内存的分配回收，并且回收需要主动调用 freeMemory 方法
• ByteBuffer 的实现类内部，使用了 Cleaner （虚引用）来监测 ByteBuffer 对象，一旦ByteBuffer 对象被垃圾回收，那么就会由 ReferenceHandler 线程通过 Cleaner 的 clean 方法调用 freeMemory 来释放直接内存