本地內(nèi)存/直接內(nèi)存(Direct Memory)

直接內(nèi)存并不是虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域，但是這部分內(nèi)存也被頻繁的使用；

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內(nèi)存不足時(shí)拋出OutOfMemoryError或 者OutOfMemoryError：Direct buffer memory

特性

• -XX:MaxDirectMemorySize 大值，默認(rèn)和Java堆大值一樣

• 不屬于運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

• 本機(jī)直接內(nèi)存的分配不受Java堆大小的限制，僅受本機(jī)總內(nèi)存大小以及處理器尋址空間的限制

說明：在JDK 1.4 中新加入了NIO（New Input/Output）類，引入了一種基于通道（Channel）與緩沖區(qū)（Buffer）的I/O 方式，它可以使用Native函數(shù)庫直接分配堆外內(nèi)存，然后通過一個(gè)存儲(chǔ)在Java 堆里面的DirectByteBuffer 對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作。這樣能在一些場(chǎng)景中顯著提高性能，因?yàn)楸苊饬嗽贘ava 堆和Native 堆中來回復(fù)制數(shù)據(jù)。

注意使用Native函數(shù)庫分配堆外內(nèi)存，通過JAVA堆DirectByteBuffer引用堆外內(nèi)存

直接內(nèi)存是一塊物理內(nèi)存，專門用于JVM和IO設(shè)備打交道，Java底層使用C語言的API調(diào)用操作系統(tǒng)與IO設(shè)備進(jìn)行交互。

例如，Java內(nèi)存中有一個(gè)字節(jié)數(shù)組，現(xiàn)在調(diào)用流將它寫入磁盤文件，那么JVM首先會(huì)將這個(gè)字節(jié)數(shù)組先拷貝一份到堆外內(nèi)存中，然后調(diào)用C語言API指明將某個(gè)連續(xù)地址范圍的數(shù)據(jù)寫入磁盤。

讀操作也是類似，而JVM額外做的拷貝工作也是有意義的，因?yàn)镴VM是基于自動(dòng)垃圾回收機(jī)制運(yùn)行的，所有內(nèi)存中的數(shù)據(jù)會(huì)在GC時(shí)不停的被移動(dòng)，如果你調(diào)用系統(tǒng)API告訴操作系統(tǒng)將內(nèi)存某某位置的內(nèi)存寫入磁盤，而此時(shí)發(fā)生GC移動(dòng)了該部分?jǐn)?shù)據(jù)，GC結(jié)束后操作系統(tǒng)是不是就寫錯(cuò)數(shù)據(jù)了。

所以，JVM對(duì)于與外圍IO設(shè)備交互的情況下，都會(huì)將內(nèi)存數(shù)據(jù)復(fù)制一份到堆外內(nèi)存中，然后調(diào)用系統(tǒng)API間接的寫入磁盤，讀也是類似的。由于堆外內(nèi)存不受GC管理，所以用完一定得記得釋放

直接內(nèi)存（堆外內(nèi)存）與堆內(nèi)存比較

• 直接內(nèi)存申請(qǐng)空間耗費(fèi)更高的性能，當(dāng)頻繁申請(qǐng)到一定量時(shí)尤為明顯；
• 直接內(nèi)存IO讀寫的性能要優(yōu)于普通的堆內(nèi)存，在多次讀寫操作的情況下差異明顯；

堆外內(nèi)存

• 直接內(nèi)存：可通過-XX：MaxDirectMemorySize調(diào)整大小，內(nèi)存不足時(shí)拋出OutOf-MemoryError或 者OutOfMemoryError：Direct buffer memory；

• 線程堆棧：可通過-Xss調(diào)整大小，內(nèi)存不足時(shí)拋出StackOverflowError（如果線程請(qǐng)求的棧深度大 于虛擬機(jī)所允許的深度）或者OutOfMemoryError（如果Java虛擬機(jī)棧容量可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，當(dāng)棧擴(kuò)展時(shí)無法申請(qǐng)到足夠的內(nèi)存）；

• Socket緩存區(qū)：每個(gè)Socket連接都Receive和Send兩個(gè)緩存區(qū)，分別占大約37KB和25KB內(nèi)存，連接多的話這塊內(nèi)存占用也比較可觀。如果無法分配，可能會(huì)拋出IOException：Too many open files異常；

• JNI代碼：如果代碼中使用了JNI調(diào)用本地庫，那本地庫使用的內(nèi)存也不在堆中，而是占用Java虛擬機(jī)的本地方法棧和本地內(nèi)存的；

• 虛擬機(jī)和垃圾收集器：虛擬機(jī)、垃圾收集器的工作也是要消耗一定數(shù)量的內(nèi)存的；

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