11. 直接内存

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

非直接缓存区

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，需要内存如下图的操作。

使用IO，见下图。这里需要两份内存存储重复数据，效率低。

非直接缓冲区.png

直接缓存区

使用NIO时，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。

直接缓冲区.png

• 也可能导致OutOfMemoryError异常

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory 
    at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:693)
    at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
    at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:311)
    at com.atguigu.java.BufferTest2.main(BufferTest2.java:20)

java

• 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

JDK1.7&1.8内存结构.png

简单理解

java process memory = java heap + native memory

参考资料

• Java-NIO之Buffer（缓冲区）