Java --- 直接内存

一、直接内存

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、访问直接内存的速度会优于Java堆。即读写性能高。①、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。②、Java的NIO库允许Java程序使用直接内存，用于数据缓冲区。

参考代码：

public class BufferTest {
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 1024;
    public static void main(String[] args) {
        //直接分配的本地内存空间
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
        System.out.println("直接内存分配完毕");
        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();
    }
}

1.1、使用本地内存读写数据

读写文件，需要与磁盘交互，需要由用户态切换到内核态。在内核态时，使用IO，需要两份内存存储重复数据，效率低。

使用NIO时，操作系统划出的直接缓存区可以被java代码直接访问，只有一份，NIO适合对大文件的读写操作。

1.2、 直接内存OOM

1、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、缺点：分配回收成本较高，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

public class BufferTest1 {
    private static final int BUFFER  = 1024 * 1024 * 20;

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList buffers = new ArrayList<>();
        int count = 0;
        try {
            while (true){
                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
                buffers.add(byteBuffer);
                count++;
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }finally {
            System.out.println("内存释放");
        }
    }
}

参考代码：

public class MaxDirectMemorySizeTest {
    private static final long MB = 1024 * 1024;
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
        Field declaredField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
        declaredField.setAccessible(true);
        Unsafe unsafe = (Unsafe) declaredField.get(null);
        while (true){
            unsafe.allocateMemory(MB);
        }
    }
}

设置参数：-Xmx20m -XX:MaxDirectMemorySize=10m