Java堆外内存之突破JVM枷锁

对于有Java开发经验的朋友都知道，Java中不需要手动的申请和释放内存，JVM会自动进行垃圾回收；而使用的内存是由JVM控制的。

那么，什么时机会进行垃圾回收，如何避免过度频繁的垃圾回收？如果JVM给的内存不够用，怎么办？

此时，堆外内存登场！利用堆外内存，不仅可以随意操控内存，还能提高网络交互的速度。

背景1:JVM内存的分配

　　对于JVM的内存规则，应该是老生常谈的东西了，这里我就简单的说下：

　　新生代：一般来说新创建的对象都分配在这里。

　　年老代：经过几次垃圾回收，新生代的对象就会放在年老代里面。年老代中的对象保存的时间更久。

　　永久代：这里面存放的是class相关的信息，一般是不会进行垃圾回收的。

背景2:JVM垃圾回收

　　由于JVM会替我们执行垃圾回收，因此开发者根本不需要关心对象的释放。但是如果不了解其中的原委，很容易内存泄漏，只能两眼望天了！

　　垃圾回收，大致可以分为下面几种：

　　Minor GC:当新创建对象，内存空间不够的时候，就会执行这个垃圾回收。由于执行最频繁，因此一般采用复制回收机制。

　　Major GC:清理年老代的内存，这里一般采用的是标记清除+标记整理机制。

　　Full GC:有的说与Major GC差不多，有的说相当于执行minor+major回收，那么我们暂且可以认为Full GC就是全面的垃圾回收吧。

堆外内存？

　　堆外内存，其实就是不受JVM控制的内存。相比于堆内内存有几个优势：

　　1 减少了垃圾回收的工作，因为垃圾回收会暂停其他的工作（可能使用多线程或者时间片的方式，根本感觉不到）

　　2 加快了复制的速度。因为堆内在flush到远程时，会先复制到直接内存（非堆内存），然后在发送；而堆外内存相当于省略掉了这个工作。

　　而福之祸所依，自然也有不好的一面：

　　1 堆外内存难以控制，如果内存泄漏，那么很难排查

　　2 堆外内存相对来说，不适合存储很复杂的对象。一般简单的对象或者扁平化的比较适合。

　　

　　堆外内存可以通过java.nio的ByteBuffer来创建，调用allocateDirect方法申请即可。参考API地址

　　至于怎么用，读读API文档就知道啦~　　

　　另外，默认的情况下堆外内存是有一定的限制的，好像是64M吧....

　　可以通过设置-XX:MaxDirectMemorySize=10M控制堆外内存的大小：

堆外内存的垃圾回收

　　堆外内存，既然可以无限使用，那么会不会用爆内存呢？这个是很有可能的...所以堆外内存的垃圾回收也很重要。

　　由于堆外内存并不直接控制于JVM，因此只能等到full GC的时候才能垃圾回收！

　　Full GC，一般发生在年老代垃圾回收以及调用System.gc的时候，这样肯定不能满足我们的需求！于是度娘帮助解决了这个问题，网上有朋友十分聪明的利用内部实现接口，反向获取到了一个clear方法！

package xing.test;

import java.nio.ByteBuffer;
import sun.nio.ch.DirectBuffer;

public class NonHeapTest {
    public static void clean(final ByteBuffer byteBuffer) {  
        if (byteBuffer.isDirect()) {  
           ((DirectBuffer)byteBuffer).cleaner().clean();  
        }  
  }  
    
    public static void sleep(long i) {  
        try {  
              Thread.sleep(i);  
         }catch(Exception e) {  
              /*skip*/  
         }  
    }  
    public static void main(String []args) throws Exception {  
           ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024 * 1024 * 200);  
           System.out.println("start");  
           sleep(5000);  
           clean(buffer);//执行垃圾回收
//         System.gc();//执行Full gc进行垃圾回收
           System.out.println("end");  
           sleep(5000);  
    }  
}

　　这样就能手动的控制回收堆外内存了！其中sun.nio其实是java.nio的内部实现。所以你可能不能通过eclipse的自动排错找到这个包，直接复制

import sun.nio.ch.DirectBuffer;

　　就行。

　　由于本文整理与网络各种资料，有些不对的地方还请指正，共同探讨！

参考资料

1 堆外内存的回收

2 ByteBuffer官方API