1 直接内存概述

  • 直接内存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 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。

例子：

public class BufferTest {
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 1024; // 1GB
    
    public static void main(String[] args) {
        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();
    }
}

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，需要内存如下图操作。

使用 IO，需要两份内存存储重复数据，效率低。

11.1_1

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

11.1_2
  • 也可能导致 OutOfMemoryError 异常（OutOfMemoryError: Direct buffer memory）
  • 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。
  • 缺点：
    • 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。