Netty源码—七、内存释放
Netty本身在内存分配上支持堆内存和直接内存，我们一般选用直接内存，这也是默认的配置。所以要理解Netty内存的释放我们得先看下直接内存的释放。
Java直接内存释放
我们先来看下直接内存是怎么使用的
ByteBuffer.allocateDirect(capacity)
申请的过程是其实就是创建一个DirectByteBuffer对象的过程，DirectByteBuffer对象只相当于一个holder，包含一个address，这个是直接内存的指针。
- 调用native方法申请内存
- 初始化cleaner
public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
return new DirectByteBuffer(capacity);
}
DirectByteBuffer(int cap) { // package-private
// 省略中间代码...
// 创建一个cleaner，最后会调用Deallocator.run来释放内存
cleaner = Cleaner.create(this, new Deallocator(base, size, cap));
att = null;
}
Cleaner这个类继承自PhantomReference，也就是所谓的虚引用，这种类型引用的特点是：
- 使用get方法不能获取到对象
- 只要引用的对象除了PhantomReference之外没有其他引用了，JVM随时可以将PhantomReference引用的对象回收。
JVM在回前会将将要被回收的对象放在一个队列中，由于Cleaner继承自PhantomReference，队列的实现是使用cleaner的
private static final ReferenceQueue<Object> dummyQueue = new ReferenceQueue<>();
这个队列在PhantomReference的父类Reference中使用到了，Reference这个类在初始化的时候会启动一个线程来调用cleaner.clean方法，在Reference的静态代码块中启动线程
// java.lang.ref.Reference
static {
ThreadGroup tg = Thread.currentThread().getThreadGroup();
for (ThreadGroup tgn = tg;
tgn != null;
tg = tgn, tgn = tg.getParent());
Thread handler = new ReferenceHandler(tg, "Reference Handler");
/* If there were a special system-only priority greater than
* MAX_PRIORITY, it would be used here
*/
handler.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
handler.setDaemon(true);
// 启动ReferenceHandler线程
handler.start();
// 省略中间代码...
}
该线程的主要作用就是调用tryHandlePending
// java.lang.ref.Reference#tryHandlePending
static boolean tryHandlePending(boolean waitForNotify) {
Reference<Object> r;
Cleaner c;
try {
synchronized (lock) {
if (pending != null) {
r = pending;
// 'instanceof' might throw OutOfMemoryError sometimes
// so do this before un-linking 'r' from the 'pending' chain...
c = r instanceof Cleaner ? (Cleaner) r : null;
// unlink 'r' from 'pending' chain
pending = r.discovered;
r.discovered = null;
} else {
// The waiting on the lock may cause an OutOfMemoryError
// because it may try to allocate exception objects.
if (waitForNotify) {
lock.wait();
}
// retry if waited
return waitForNotify;
}
}
} catch (OutOfMemoryError x) {
// Give other threads CPU time so they hopefully drop some live references
// and GC reclaims some space.
// Also prevent CPU intensive spinning in case 'r instanceof Cleaner' above
// persistently throws OOME for some time...
Thread.yield();
// retry
return true;
} catch (InterruptedException x) {
// retry
return true;
}
// Fast path for cleaners
if (c != null) {
// 调用clean方法
c.clean();
return true;
}
ReferenceQueue<? super Object> q = r.queue;
if (q != ReferenceQueue.NULL) q.enqueue(r);
return true;
}
System.gc不能回收堆外内存，但是会回收已经没有使用了DirectByteBuffer对象，该对象被回收的时候会将cleaner对象放入队列中，在Reference的线程中调用clean方法来回收堆外内存 。cleaner.run执行的是传入参数的thunk.run方法，这里thunk是Deallocator，所以最后执行的Deallocator.run方法
public void run() {
if (address == 0) {
// Paranoia
return;
}
// 释放内存
unsafe.freeMemory(address);
address = 0;
Bits.unreserveMemory(size, capacity);
}
所以最后通过unsafe.freeMemory释放了申请到的内存。
总结一下，在申请内存的时候调用的是java.nio.ByteBuffer#allocateDirect
会new DirectByteBuffer，通过Cleaner.create创建Cleaner，同时传入Deallocator作为Runnable参数，在Cleaner.clean的时候会调用该Deallocator.run来处理
Cleaner继承自PhantomReference，包含一个ReferenceQueue，在DirectByteBuffer不再使用的时候，该对象是处于Java堆的，除了该PhantomReference引用了DirectByteBuffer外，没有其他引用的时候，jvm会把cleaner对象放入ReferenceQueue队列中。
PhantomReference继承了Reference，Reference会启动一个线程（java.lang.ref.Reference.ReferenceHandler#run）去调用队列中的cleaner.clean方法。
Netty内存释放
Netty使用的直接内存的释放方式和JDK的释放方式略有不同。Netty开始释放内存的时候是调用free方法的时候
io.netty.buffer.PoolArena#free
io.netty.buffer.PoolArena.DirectArena#destroyChunk
最终释放内存的方法有两种
- 利用反射获取unsafe，调用Unsafe#freeMemory
- 利用反射获取DirectByteBuffer#cleaner，通过反射调用cleaner.clean方法
两种不同的方式依赖的条件不同，使用场景也不同
使用反射调用cleaner.clean
要满足以下条件之一的时候使用这种方式
- 没有可使用的直接内存
- 不能获取unsafe
- directBuffer没有传入long、int的构造方法
使用unsafe
不能使用上面这种方式的都使用unsafe
