Java ByteBuffer 之 DirectBuffer

ByteBuffer 提供了两种方式创建缓冲区，一个是在heap内分配即DirectBuffer，一个是在heap外分配。一个比较普遍的说法是，heap外分配的内存不太好把控，JVM不会回收其内存。然而事实上真的如此吗？我做了一个实验，我写了一个NIO服务端程序不断读取客户端发送过来的内容，然后回写到客户端。回写的时候用了DirectBuffer, 并且开辟的内存故意设的比较大128M。请看如下服务器代码片段。

 

    /** 
     * 处理读取客户端发来的信息 的事件 
     * @param key 
     * @throws IOException  
     */  
    public void read(SelectionKey key) throws IOException{  
        // 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道  
        SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();  
        // 创建读取的缓冲区  
      ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256); 
       // ByteBuffer buffer =ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024);
        channel.read(buffer);  
        byte[] data = buffer.array();  
        String msg = new String(data).trim();  
        System.out.println("服务端收到信息："+msg);  
        //ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes()); 
        ByteBuffer buffer2 =ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024*128);
        buffer2.put(msg.getBytes());
        channel.write(buffer2);// 将消息回送给客户端
        System.out.println(buffer2.getClass().getName());
    
    }  
 

 运行服务端程序后我们观察内存变化情况。我们先看看程序运行前CPU跟内存情况。

如红色标记出来的片段显示，内存非常平稳，cpu也几乎闲着。运行代码后，我们再观察

 
 


 
 观察发现内存有了波动，但是基本稳定在2.91GB，比运行前增加的内存与direct buffer分配的内存大致相当。每次在内存波动比较大的情况下，CPU都有个冲浪，然后内存又被压下来，说明在回收内存，而并没有出现内存泄漏。因此JVM会做DirectBuffer的垃圾回收。

如果对JVM不放心，那我们可自己回收吗？ 答案也是 "Big Yes"

我将代码增加清除的逻辑，并在分配内存之后睡眠10秒，然后再清除方便观察内存情况。发现分配后内存每次都会增加，但是清除之后立马内存就降下来了，请看代码不再贴图。有人会觉得奇怪这里为什么用反射去调用方法，原因是不同jre返回的class不一样，但是都提供了clean方法。

public void read(SelectionKey key) throws IOException{  
        // 服务器可读取消息:得到事件发生的Socket通道  
        SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();  
        // 创建读取的缓冲区  
      ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256); 
       // ByteBuffer buffer =ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024);
        channel.read(buffer);  
        byte[] data = buffer.array();  
        String msg = new String(data).trim();  
        System.out.println("服务端收到信息："+msg);  
        //ByteBuffer outBuffer = ByteBuffer.wrap(msg.getBytes()); 
        ByteBuffer buffer2 =ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024*128);
        buffer2.put(msg.getBytes());
        channel.write(buffer2);// 将消息回送给客户端
   
        clean(buffer);
    
    }  
 
    public void clean(ByteBuffer buffer){
        try {
        	System.out.println("buffer已分配，睡10秒钟，请注意观察内存变化，，，");
    			Thread.sleep(10000);
    		} catch (InterruptedException e) {
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
			try {
				 Method cleanerMethod = buffer.getClass().getMethod("cleaner");
				  cleanerMethod.setAccessible(true);
				  Object cleaner = cleanerMethod.invoke(buffer);
				  Method cleanMethod = cleaner.getClass().getMethod("clean");
				  cleanMethod.setAccessible(true);
				  cleanMethod.invoke(cleaner);
	    			Thread.sleep(3000);

			} catch (IllegalAccessException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			} catch (IllegalArgumentException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			} catch (Exception e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}

    }

 

既然DirectBuffer效率也高，回收也没问题，那为何不用DirectBuffer呢？ 答案是，DirectBuffer的创建跟回收会比Heap的开销大，对于字节数不多的通信，两者甚至heap的缓冲效率略高，如果DirectBuffer会持续长时间或者会被重用，那用DirectBuffer会是不错的选择。因此说大文件的传输用DirectBuffer是比较合适的。