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
IO NIO (New IO / Non-Blocking IO)
byte[] / char[] Buffer
Stream Channel 
/** * IO NIO (New IO / Non-Blocking IO) * byte[] / char[] Buffer * Stream Channel * * 查看直接内存的占用与释放 */
public class BufferTest {
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 1024;//1GB

    public static void main(String[] args){
        //直接分配本地内存空间
        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();
    }
}

  • 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
缓冲区 说明
非直接缓冲区 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，需要内存如右图的操作。使用I0,见右图。这里需要两份内存存储重复数据，效率低。
直接缓冲区 使用NIO时，如右图。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。
  • 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一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。 
/** * 本地内存的OOM: OutOfMemoryError: Direct buffer memory */
public class BufferTest2 {
    private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 20;//20MB

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<ByteBuffer> list = new ArrayList<>();

        int count = 0;
        try {
            while(true){
            	//不断的使用本地内存
                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
                //不断的添加
                list.add(byteBuffer);
                count++;
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        } finally {
            System.out.println(count);
        }
    }
}

  • <mark>缺点</mark>
    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，默认与堆的最大值一Xmx参数值一致

  • 简单理解： java process memory = java heap + native memory（进程中所占用的内存空间=堆空间+本地内存）