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JAVA堆外内存

小叮当_加V
 小叮当_加V
发布于 2016/11/04 15:55
字数 1365
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JVM可以使用的内存分外2种:堆内存和堆外内存.

    堆内存完全由JVM负责分配和释放,如果程序没有缺陷代码导致内存泄露,那么就不会遇到java.lang.OutOfMemoryError这个错误。

    使用堆外内存,就是为了能直接分配和释放内存,提高效率。JDK5.0之后,代码中能直接操作本地内存的方式有2种:使用未公开的Unsafe和NIO包下ByteBuffer。

    关于Unsafe对象的简介和获取方式,可以参考:http://blog.csdn.net/aitangyong/article/details/38276681

    使用ByteBuffer分配本地内存则非常简单,直接ByteBuffer.allocateDirect(10 * 1024 * 1024)即可。

    C语言的内存分配和释放函数malloc/free,必须要一一对应,否则就会出现内存泄露或者是野指针的非法访问。java中我们需要手动释放获取的堆外内存吗?

    我们一起来看看NIO中提供的ByteBuffer

      我们将最大堆外内存设置成40M,运行这段代码会发现:程序可以一直运行下去,不会报OutOfMemoryError。如果使用了-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails,会发现程序频繁的进行垃圾回收活动。那么DirectByteBuffer究竟是如何释放堆外内存的?

    我们修改下JVM的启动参数,重新运行之前的代码:

注意:XX:MaxDirectMemorySize,该参数指定了DirectByteBuffer能分配的空间的限额,如果没有显示指定这个参数启动jvm,默认值是xmx对应的值。

      与之前的JVM启动参数相比,增加了-XX:+DisableExplicitGC,这个参数作用是禁止代码中显示调用GC。代码如何显示调用GC呢,通过System.gc()函数调用。如果加上了这个JVM启动参数,那么代码中调用System.gc()没有任何效果,相当于是没有这行代码一样。

      显然堆内存(包括新生代和老年代)内存很充足,但是堆外内存溢出了。也就是说NIO直接内存的回收,需要依赖于System.gc()。如果我们的应用中使用了java nio中的direct memory,那么使用-XX:+DisableExplicitGC一定要小心,存在潜在的内存泄露风险

     我们知道java代码无法强制JVM何时进行垃圾回收,也就是说垃圾回收这个动作的触发,完全由JVM自己控制,它会挑选合适的时机回收堆内存中的无用java对象。代码中显示调用System.gc(),只是建议JVM进行垃圾回收,但是到底会不会执行垃圾回收是不确定的,可能会进行垃圾回收,也可能不会。什么时候才是合适的时机呢?一般来说是,系统比较空闲的时候(比如JVM中活动的线程很少的时候),还有就是内存不足,不得不进行垃圾回收。我们例子中的根本矛盾在于:堆内存由JVM自己管理,堆外内存必须要由我们自己释放;堆内存的消耗速度远远小于堆外内存的消耗,但要命的是必须先释放堆内存中的对象,才能释放堆外内存,但是我们又不能强制JVM释放堆内存。

Direct Memory的回收机制:Direct Memory是受GC控制的,例如ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(1024),这段代码的执行会在堆外占用1k的内存,Java堆内只会占用一个对象的指针引用的大小,堆外的这1k的空间只有当bb对象被回收时,才会被回收,这里会发现一个明显的不对称现象,就是堆外可能占用了很多,而堆内没占用多少,导致还没触发GC,那就很容易出现Direct Memory造成物理内存耗光。

Direct ByteBuffer分配出去的内存其实也是由GC负责回收的,而不像Unsafe是完全自行管理的,Hotspot在GC时会扫描Direct ByteBuffer对象是否有引用,如没有则同时也会回收其占用的堆外内存。

参考:http://blog.csdn.net/aitangyong/article/details/39403031

          http://blog.csdn.net/aitangyong/article/category/2159887

          http://blog.csdn.net/aitangyong/article/details/39323125

          http://hellojava.info/?p=56

          http://hellojava.info/?tag=maxdirectmemorysize

          https://yq.aliyun.com/articles/2948

       使用堆外内存与对象池都能减少GC的暂停时间,这是它们唯一的共同点。生命周期短的可变对象,创建开销大,或者生命周期虽长但存在冗余的可变对象都比较适合使用对象池。生命周期适中,或者复杂的对象则比较适合由GC来进行处理。然而,中长生命周期的可变对象就比较棘手了,堆外内存则正是它们的菜。

堆外内存的好处是:

(1)可以扩展至更大的内存空间。比如超过1TB甚至比主存还大的空间;

(2)理论上能减少GC暂停时间;

(3)可以在进程间共享,减少JVM间的对象复制,使得JVM的分割部署更容易实现;

(4)它的持久化存储可以支持快速重启,同时还能够在测试环境中重现生产数据

站在系统设计的角度来看,使用堆外内存可以为你的设计提供更多可能。最重要的提升并不在于性能,而是决定性的

堆外内存说明请参见:http://ju.outofmemory.cn/entry/200574

                                    http://blog.csdn.net/aitangyong/article/category/2159887

本文转载自:http://www.cnblogs.com/moonandstar08/p/5107648.html

小叮当_加V
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