Java堆外記憶體之突破JVM枷鎖

對于有Java開發經驗的朋友都知道，Java中不需要手動的申請和釋放記憶體，JVM會自動進行垃圾回收；而使用的記憶體是由JVM控制的。

那麼，什麼時機會進行垃圾回收，如何避免過度頻繁的垃圾回收？如果JVM給的記憶體不夠用，怎麼辦？

此時，堆外記憶體登場！利用堆外記憶體，不僅可以随意操控記憶體，還能提高網絡互動的速度。

背景1:JVM記憶體的配置設定

　　對于JVM的記憶體規則，應該是老生常談的東西了，這裡我就簡單的說下：

　　新生代：一般來說新建立的對象都配置設定在這裡。

　　年老代：經過幾次垃圾回收，新生代的對象就會放在年老代裡面。年老代中的對象儲存的時間更久。

　　永久代：這裡面存放的是class相關的資訊，一般是不會進行垃圾回收的。

背景2:JVM垃圾回收

　　由于JVM會替我們執行垃圾回收，是以開發者根本不需要關心對象的釋放。但是如果不了解其中的原委，很容易記憶體洩漏，隻能兩眼望天了！

　　垃圾回收，大緻可以分為下面幾種：

　　Minor GC:當新建立對象，記憶體空間不夠的時候，就會執行這個垃圾回收。由于執行最頻繁，是以一般采用複制回收機制。

　　Major GC:清理年老代的記憶體，這裡一般采用的是标記清除+标記整理機制。

　　Full GC:有的說與Major GC差不多，有的說相當于執行minor+major回收，那麼我們暫且可以認為Full GC就是全面的垃圾回收吧。

堆外記憶體？

　　堆外記憶體，其實就是不受JVM控制的記憶體。相比于堆内記憶體有幾個優勢：

　　1 減少了垃圾回收的工作，因為垃圾回收會暫停其他的工作（可能使用多線程或者時間片的方式，根本感覺不到）

　　2 加快了複制的速度。因為堆内在flush到遠端時，會先複制到直接記憶體（非堆記憶體），然後在發送；而堆外記憶體相當于省略掉了這個工作。

　　而福之禍所依，自然也有不好的一面：

　　1 堆外記憶體難以控制，如果記憶體洩漏，那麼很難排查

　　2 堆外記憶體相對來說，不适合存儲很複雜的對象。一般簡單的對象或者扁平化的比較适合。

　　

　　堆外記憶體可以通過java.nio的ByteBuffer來建立，調用allocateDirect方法申請即可。參考API位址

　　至于怎麼用，讀讀API文檔就知道啦~　　

　　另外，預設的情況下堆外記憶體是有一定的限制的，好像是64M吧....

　　可以通過設定-XX:MaxDirectMemorySize=10M控制堆外記憶體的大小：

堆外記憶體的垃圾回收

　　堆外記憶體，既然可以無限使用，那麼會不會用爆記憶體呢？這個是很有可能的...是以堆外記憶體的垃圾回收也很重要。

　　由于堆外記憶體并不直接控制于JVM，是以隻能等到full GC的時候才能垃圾回收！

　　Full GC，一般發生在年老代垃圾回收以及調用System.gc的時候，這樣肯定不能滿足我們的需求！于是度娘幫助解決了這個問題，網上有朋友十分聰明的利用内部實作接口，反向擷取到了一個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);//執行垃圾回收
//         System.gc();//執行Full gc進行垃圾回收
           System.out.println("end");  
           sleep(5000);  
    }  
}      

　　這樣就能手動的控制回收堆外記憶體了！其中sun.nio其實是java.nio的内部實作。是以你可能不能通過eclipse的自動排錯找到這個包，直接複制

import sun.nio.ch.DirectBuffer;      

　　就行。

　　由于本文整理與網絡各種資料，有些不對的地方還請指正，共同探讨！

參考資料

1 堆外記憶體的回收

2 ByteBuffer官方API

作者：xingoo

出處：http://www.cnblogs.com/xing901022

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