[Java知识库]JVM11_直接内存

1、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

2、代码

/**
 *  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();
    }
}

3、OOM与内存大小设置

1. 直接内存大小可以通过 -XX:MaxDirectMemorySize=10m 设置，如果不指定，默认与堆的最大值 -Xmx参数值一致
2. 直接内存OOM错误
   
3. 简单理解： java process memory = java heap + native memory （栈和程序计数器等可忽略）
   

4、优缺点

1. 优点
   ①. 减少了垃圾回收
   堆外内存是直接受操作系统管理(不是JVM)。这样做能保持一个较小的堆内内存，以减少垃圾收集对应用的影响。

   ②. 提升IO速度
   堆内内存由JVM管理，属于“用户态”；而堆外内存由OS管理，属于“内核态”。如果从堆内向磁盘写数据时，数据会被先复制到堆外内存，即内核缓冲区，然后再由OS写入磁盘，使用堆外内存避免了这个操作。

2. 缺点
   缺点就是没有JVM协助管理内存，需要我们自己来管理堆外内存，防止内存溢出。为了避免一直没有FULL GC，最终导致物理内存被耗完。我们会指定直接内存的最大值，通过-XX：MaxDirectMemerySize来指定，当达到阈值的时候，调用system.gc来进行一次full gc，把那些没有被使用的直接内存回收掉。