Java 直接内存

直接内存并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，但是我们常常频繁的使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。JDK1.4中新加入了NIO（New Input/Outpub或者non-blocking IO）类，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。本机直接内存的分配不会收到Java堆大小的限制，但是内存会受到本机总内存的大小及处理器寻址空间的限制。

分配代码示例

    /**
     * 直接内存 和 堆内存的 分配空间比较
     * 结论： 在数据量提升时，直接内存相比非直接内的申请，有很严重的性能问题
     * 
     */
    public static void allocateCompare(){
        int time = 10000000;    //操作次数                           

        long st = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < time; i++) {
            //ByteBuffer.allocate(int capacity)   分配一个新的字节缓冲区。
            //非直接内存分配申请     
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(2);      
        }
        long et = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("在进行"+time+"次分配操作时，堆内存 分配耗时:" 
                           + (et-st) +"ms" );

        long st_heap = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < time; i++) {
            //ByteBuffer.allocateDirect(int capacity) 分配新的直接字节缓冲区。
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(2); //直接内存分配申请
        }
        long et_direct = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("在进行"+time+"次分配操作时，直接内存 分配耗时:" 
                           + (et_direct-st_heap) +"ms" );
    }

运行结果：

在进行10000000次分配操作时，堆内存 分配耗时:12ms
在进行10000000次分配操作时，直接内存 分配耗时:8233ms

读写示例：

    /**
     * 直接内存 和 堆内存的 读写性能比较
     * 
     * 结论：直接内存在直接的IO 操作上，在频繁的读写时 会有显著的性能提升
     * 
     */
    public static void operateCompare(){
        int time = 1000000000;

        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(2*time);  
        long st = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < time; i++) {

            //  putChar(char value) 用来写入 char 值的相对 put 方法
            buffer.putChar('a');
        }
        buffer.flip();
        for (int i = 0; i < time; i++) {
            buffer.getChar();
        }
        long et = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("在进行"+time+"次读写操作时，非直接内存读写耗时：" 
                           + (et-st) +"ms");

        ByteBuffer buffer_d = ByteBuffer.allocateDirect(2*time);
        long st_direct = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < time; i++) {

            //  putChar(char value) 用来写入 char 值的相对 put 方法
            buffer_d.putChar('a');
        }
        buffer_d.flip();
        for (int i = 0; i < time; i++) {
            buffer_d.getChar();
        }
        long et_direct = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("在进行"+time+"次读写操作时，直接内存读写耗时:"
                           + (et_direct - st_direct) +"ms");
    }

运行结果：

在进行1000000000次读写操作时，非直接内存读写耗时：4055ms
在进行1000000000次读写操作时，直接内存读写耗时:745ms

直接内存使用场景

• 有很大的数据需要存储，它的生命周期很长
• 适合频繁的IO操作，例如网络并发场景

更多内容
1. Java直接（堆外）内存使用详解