堆内内存
堆内内存是JVM可以直接管控的,我们平时在Java中创建的对象都处于堆内内存中,遵循JVM的内存管理机制,JVM的垃圾回收机制统一管理。
堆外内存
把内存对象分配在JVM的堆以外的内存,不属于JVM管控范围,分配的是系统本地的内存,直接受操作系统管理,能够在一定程度上减少垃圾回收对应用程序造成的影响。
在Java中经常使用java.nio.DirectByteBuffer管理堆外内存。DirectByteBuffer中的**unsafe.allocateMemory(size)**是个一个native方法,通过C的malloc(os::malloc)来进行分配的,返回分配的堆外内存基地址。这些内存只有在DirectByteBuffer回收掉之后才有机会被回收。
可以用-XX:MaxDirectMemorySize指定最大堆外内存大小,如果没有指定,HotSpot中,默认堆外内存大小是-Xmx减去一个Survivor区的内存量。
当堆外内存达到了阈值,将调用System.gc进行一次full gc,以此回收掉没有被使用的堆外内存。前提是没有开启-XX:+DisableExplicitGC来禁用显式GC。调用System.gc()并不能够保证full gc马上就能被执行。会进行最多9次尝试,看是否有足够的可用堆外内存来分配堆外内存。并且每次尝试之前,都有延迟等待时间,已给JVM足够的时间去完成full gc操作。如果9次尝试后依旧没有足够的可用堆外内存来分配本次堆外内存,则抛出OutOfMemoryError("Direct buffer memory”)异常。
System.gc()会触发一个full gc,当然前提是你没有显示的设置-XX:+DisableExplicitGC来禁用显式GC。并且你需要知道,调用System.gc()并不能够保证full gc马上就能被执行。 所以在后面打代码中,会进行最多9次尝试,看是否有足够的可用堆外内存来分配堆外内存。并且每次尝试之前,都对延迟等待时间,已给JVM足够的时间去完成full gc操作。如果9次尝试后依旧没有足够的可用堆外内存来分配本次堆外内存,则抛出OutOfMemoryError("Direct buffer memory”)异常。
这里使用System.gc()的原因是System.gc()会对新生代和老生代都进行内存回收,这样会比较彻底地回收DirectByteBuffer对象以及它们关联的堆外内存。DirectByteBuffer对象本身其实是很小的,但是它后面可能关联了一个非常大的堆外内存,因此我们通常称之为冰山对象。并且堆外内存多用于生命期中等或较长的对象。
堆外内存使用场景
- 直接的文件拷贝操作,或者I/O操作。直接使用堆外内存就能省去内存从用户内存拷贝到系统内存的操作,因为I/O操作是系统内核内存和设备间的通信,而不是通过程序直接和外设通信的。
- Netty发送和接收消息主要使用bytebuffer,bytebuffer使用对外内存(DirectMemory)直接进行Socket读写。
Netty是基于NIO封装的一套框架,提供了一个易于操作的使用模式和接口。
- 生命期中等或较长的对象。
参考文档: 堆外内存 之 DirectByteBuffer 详解 jvm 堆外内存_从使用NIO读写文件说起 详解JVM堆外内存的分配和回收机制
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