本篇內(nèi)容介紹了“什么是JVM直接內(nèi)存”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！
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從上面的圖中可以看到Java8相比Java7來講將方法區(qū)的實現(xiàn)，從非堆空間（其實邏輯與堆相連，所屬于運行時數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)部）遷移到了本地內(nèi)存中，不會造成FullGC過多的壓力以及與老年代的耦合度過高的問題，減少FullGC的掃描范圍，從而改為手動去回收機(jī)制（也可以自動回收需要配置調(diào)整）。 之前的文章里面介紹了JVM的運行時數(shù)據(jù)區(qū)的相關(guān)介紹，一直對直接內(nèi)存的研究和學(xué)習(xí)較少，現(xiàn)在我們就開始介紹一下直接內(nèi)存的分配方式以及回收方式。
1. 常見于NIO操作時，用于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（ByteBuffer.allocate），當(dāng)然也可以采用Unsafe類進(jìn)行native方法運作進(jìn)行申請直接內(nèi)存。
2. 分配回收成本較高（屬于操作系統(tǒng)內(nèi)存），但讀寫性能高。（因為直接內(nèi)存不需要經(jīng)過JVM解釋器進(jìn)行地址映射轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)真正內(nèi)存，故此讀寫速度會比堆內(nèi)存在快很多，但是申請和回收機(jī)制角度而言復(fù)雜，因為屬于直接由操作系統(tǒng)進(jìn)行管理，而非JVM直接進(jìn)行管理。
3. 不受JVM內(nèi)存回收管理（依舊存在內(nèi)存溢出的問題），此外受限制與操作系統(tǒng)物理內(nèi)存，以及我們可以手動設(shè)置它的閾值（MaxDirectMemory），默認(rèn)情況下來講直接內(nèi)存幾乎沒有限制（當(dāng)沒有超出物理內(nèi)存的控制而言）
4. jvm的內(nèi)存分配與回收是自動的，不需要手動調(diào)用任何的方法，但是直接內(nèi)存需要我們手動調(diào)用方法。
Java堆內(nèi)存：
使用直接內(nèi)存后，可以減少步驟：
可以看出來，直接內(nèi)存無需進(jìn)行與java堆內(nèi)存進(jìn)行映射和轉(zhuǎn)換，可以直接去操作系統(tǒng)內(nèi)存。
書寫程序：每次都分配直接內(nèi)存，直到內(nèi)存溢出
重慶分公司
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public class Test1 {
static int _100Mb=1024*1024*100;
public static void main(String[] args) {
List list=new ArrayList<>();
int i=0;
try {
while (true){
ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(_100Mb);
list.add(byteBuffer);
i++;
}
}finally {
System.out.println(i);
}
}
} 測試結(jié)果：
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:694) at java.nio.DirectByteBuffer.(DirectByteBuffer.java:123) at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:311) at pers.zhb.test.Test1.main(Test1.java:15)
運行程序前：
直接內(nèi)存的分配與釋放程序：
public class Test1 {
static int _1Gb=1024*1024*1024;
public static void main(String[] args) throws IOException {
ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(_1Gb);
System.out.println("分配完畢");
System.in.read();
System.out.println("開始釋放");
byteBuffer=null;
System.gc();
}
}分配直接內(nèi)存后： 
可以看出來相關(guān)的多出一個java的進(jìn)程，并且內(nèi)存占用1037M，所以也證實了我們的猜測和預(yù)想。
在IDEA的控制臺點擊回車對內(nèi)存進(jìn)行釋放：
可以看到恢復(fù)到了原始的狀態(tài)。
控制臺打印出分配與回收的提示：
分配完畢 開始釋放 Process finished with exit code 0
其中System.gc() ,強(qiáng)制執(zhí)行FullGC，回收掉byteBuffer對象
至此，我們的推測全部驗證通過，直接內(nèi)存會采用另外一個進(jìn)程去存儲相關(guān)的系統(tǒng)內(nèi)存區(qū)域，并且不屬于jvm內(nèi)存之內(nèi)的管理。
public class Test1 {
static int _1Gb=1024*1024*1024;
public static void main(String[] args) throws IOException {
Unsafe unsafe=getUnsafe();
//分配內(nèi)存
long base=unsafe.allocateMemory(_1Gb);
unsafe.setMemory(base,_1Gb,(byte)0);
System.in.read();
//釋放內(nèi)存
unsafe.freeMemory(base);
System.in.read();
}
public static Unsafe getUnsafe(){
Field field= null;
try {
field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
} catch (NoSuchFieldException e) {
e.printStackTrace();
}
field.setAccessible(true);
Unsafe unsafe= null;
try {
unsafe = (Unsafe)field.get(null);
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
return unsafe;
}
}jvm的內(nèi)存分配與回收是自動的，不需要手動調(diào)用任何的方法，但是直接內(nèi)存需要我們手動調(diào)用方法。
ByteBuffer byteBuffer= ByteBuffer.allocateDirect(_1Gb);
public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {
return new DirectByteBuffer(capacity);
}DirectByteBuffer(int cap) {
super(-1, 0, cap, cap);
boolean pa = VM.isDirectMemoryPageAligned();
int ps = Bits.pageSize();
long size = Math.max(1L, (long)cap + (pa ? ps : 0));
Bits.reserveMemory(size, cap);
long base = 0;
try {
base = unsafe.allocateMemory(size);
} catch (OutOfMemoryError x) {
Bits.unreserveMemory(size, cap);
throw x;
}
unsafe.setMemory(base, size, (byte) 0);
if (pa && (base % ps != 0)) {
// Round up to page boundary
address = base + ps - (base & (ps - 1));
} else {
address = base;
}
cleaner = Cleaner.create(this, new Deallocator(base, size, cap));
att = null;
}底層用到的依舊是unsafe對象
減少了垃圾回收
堆外內(nèi)存是直接受操作系統(tǒng)管理(不是JVM)。這樣做能保持一個較小的堆內(nèi)內(nèi)存，以減少垃圾收集對應(yīng)用的影響。
提升IO速度
堆內(nèi)內(nèi)存由JVM管理，屬于“用戶態(tài)”；而堆外內(nèi)存由OS管理，屬于“內(nèi)核態(tài)”。如果從堆內(nèi)向磁盤寫數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)會被先復(fù)制到堆外內(nèi)存，即內(nèi)核緩沖區(qū)，然后再由OS寫入磁盤，使用堆外內(nèi)存避免了這個操作。
沒有JVM協(xié)助管理內(nèi)存，需要我們自己手動來管理堆外內(nèi)存，防止內(nèi)存溢出同時也為了避免一直有FULL GC，最終導(dǎo)致物理內(nèi)存被耗完。
我們會指定直接內(nèi)存的最大值，通過-XX：MaxDirectMemorySize來指定，當(dāng)達(dá)到閾值的時候，調(diào)用system.gc來進(jìn)行一次full gc，把那些沒有被使用的直接內(nèi)存回收掉。
此外，分配直接內(nèi)存和回收內(nèi)存的性能和速度也比較復(fù)雜，所以成本也會很高，特別是回收需要FullGC、分配內(nèi)存的時候，需要切換一次用戶態(tài)到系統(tǒng)態(tài)的操作，分配直接內(nèi)存，從而用用戶態(tài)的句柄來引用系統(tǒng)態(tài)的內(nèi)存空間。
“什么是JVM直接內(nèi)存”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實用文章！
