在Java中使用直接内存的目的是什么？

Question

直接内存是从java 1.4开始引入的。新的I / O（NIO）类引入了一种基于通道和缓冲区执行I / O的新方法。 NIO增加了对直接ByteBuffers的支持，它可以直接传递给本机内存而不是Java堆。在某些情况下使它们显着更快，因为它们可以避免在Java堆和本机堆之间复制数据。

我永远不明白为什么我们使用直接记忆。有人可以帮忙举个例子吗？

Answer 1

JVM依赖于垃圾收集的概念来回收不再使用的内存。这允许JVM语言开发人员（例如，Java，Scala等）不必担心内存分配和释放。你只需要内存，让JVM担心何时回收或垃圾回收。

虽然这非常方便，但它带来了单独线程的额外开销，消耗CPU并且不得不经常通过JVM堆，回收不再可访问的对象。有关于这个主题的整本书都写了，但是如果你想了解更多关于JVM垃圾收集的内容，那里有很多参考资料，但是这个很不错：https://dzone.com/articles/understanding-the-java-memory-model-and-the-garbag

无论如何，如果在你的应用程序中，你知道你将进行大量的复制，更新对象和值，你可以选择自己处理这些对象和它们的内存消耗。因此，无论这些对象有多少流失，这些对象永远不会在堆中移动，它们永远不会被垃圾收集，因此不会影响JVM中的垃圾收集。这个答案中有更多细节：https://stackoverflow.com/a/6091680/236528

来自官方Javadoc：

直接与非直接缓冲

字节缓冲区是直接缓冲区或非直接缓冲区。给定直接字节缓冲区，Java虚拟机将尽最大努力直接执行本机I / O操作。也就是说，它将尝试避免在每次调用底层操作系统的本机I / O操作之前（或之后）将缓冲区的内容复制到（或来自）中间缓冲区。

可以通过调用此类的allocateDirect工厂方法来创建直接字节缓冲区。与非直接缓冲区相比，此方法返回的缓冲区通常具有更高的分配和解除分配成本。直接缓冲区的内容可能位于正常的垃圾收集堆之外，因此它们对应用程序的内存占用量的影响可能并不明显。因此，建议直接缓冲区主要分配给受基础系统本机I / O操作影响的大型长期缓冲区。通常，最好只在它们在程序性能上产生可测量的增益时才分配直接缓冲区。

https://download.java.net/java/early_access/jdk11/docs/api/java.base/java/nio/ByteBuffer.html

Answer 2

我永远不明白为什么我们使用直接记忆。有人可以帮忙举个例子吗？

所有系统调用（如读取和写入套接字和文件）仅使用本机内存。他们不能使用堆。这意味着虽然您可以从堆中复制到本机内存或从本机内存复制，但避免此复制可以提高效率。

我们使用堆外/本机内存来存储我们的大多数数据，这些数据具有许多优点。

• 它可以大于堆大小。
• 它可以比主存大。
• 它可以在JVM之间共享。即多个JVM的一个副本。
• 它可以在重新启动JVM甚至机器时持久保留。
• 它对GC暂停时间几乎没有影响。
• 根据使用情况，它可以更快

它没有被更多使用的原因是它更难以使它既高效又像普通的Java对象一样工作。出于这个原因，我们有像Chronicle Map这样的库，它们充当ConcurrentMap但是使用堆外存储器，而Chronicle Queue则是一个日志，记录器和持久的IPC进程。