十五、直接内存教程

1、直接内存概述

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。

直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存区间。

来源于NIO，通过存在堆中的DirectByteBuffer操作Native内存。

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。

 1 /**
 2  *  IO                  NIO (New IO / Non-Blocking IO)
 3  *  byte[] / char[]     Buffer
 4  *  Stream              Channel
 5  *
 6  * 查看直接内存的占用与释放
 7  */
 8 public class BufferTest {
 9     private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 1024; //1GB
10 
11     public static void main(String[] args){
12         //直接分配本地内存空间
13         ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
14         System.out.println("直接内存分配完毕，请求指示！");
15 
16         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
17         scanner.next();
18 
19         System.out.println("直接内存开始释放！");
20         byteBuffer = null;
21         System.gc();
22         scanner.next();
23     }
24 }

直接占有了1G的本地内存

释放后，Java程序的内存占用明显减少

2、BIO与NIO

非直接缓冲区（BIO）

原来采用BIO的架构，在读写本地文件时，我们需要从用户态切换成内核态。

直接缓冲区（NIO）

使用NIO时，如下图。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。

3、直接内存与OOM

直接内存也可能导致OutofMemoryError异常。

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。

直接内存的缺点为：

• 分配回收成本较高
• 不受JVM内存回收管理

直接内存大小可以通过MaxDirectMemorySize设置

如果不指定，默认与堆的最大值-Xmx参数值一致

JDK8 中元空间直接使用本地内存

• java程序进程所占的内存空间 = 本地内存 + 堆空间