DirectByteBuffer 内存释放

• 处置从 allocateMemory 或 reallocateMemory 获得的本地内存块。 传递给此方法的地址可以为 null，在这种情况下，不采取任何措施。


分配给定大小的新本地内存块（以字节为单位）。 存储器的内容未初始化； 它们通常是垃圾。 结果本机指针永远不会为零，并且将针对所有值类型进行对齐。 通过调用 freeMemory 处理此内存，或使用 reallocateMemory 调整其大小。

• 直接内存的释放，必须手工调用 freeMemory 方法，因为 JVM 只能帮我们管理堆内存，直接内存不在其管理范围之内。

DirectByteBuffer 帮我们简化了直接内存的使用，我们不需要直接操作 Unsafe 类来进行直接内存的申请与释放，那么其是如何实现的呢？

直接内存的申请：

在 DirectByteBuffer 实例通过构造方法创建的时候，会通过 Unsafe 类的 allocateMemory 方法 帮我们申请直接内存资源。

直接内存的释放：

DirectByteBuffer 本身是一个 Java 对象，其是位于堆内存中的，JDK 的 GC 机制可以自动帮我们回收，但是其申请的直接内存，不再 GC 范围之内，无法自动回收。好在 JDK 提供了一种机制，可以为堆内存对象注册一个钩子函数(其实就是实现 Runnable 接口的子类)，当堆内存对象被 GC 回收的时候，会回调 run 方法，我们可以在这个方法中执行释放 DirectByteBuffer 引用的直接内存，即在 run 方法中调用 Unsafe 的 freeMemory 方法。注册是通过 sun.misc.Cleaner 类来实现的。

class DirectByteBuffer extends MappedByteBuffer implements DirectBuffer

{

....

//构造方法

DirectByteBuffer(int cap) { // package-private

super(-1, 0, cap, cap);

boolean pa = VM.isDirectMemoryPageAligned();

int ps = Bits.pageSize();

long size = Math.max(1L, (long)cap + (pa ? ps : 0));//对申请的直接内存大小，进行重新计算

Bits.reserveMemory(size, cap);

long base = 0;

try {

base = unsafe.allocateMemory(size); //分配直接内存，base 表示的是直接内存的开始地址

} catch (OutOfMemoryError x) {

Bits.unreserveMemory(size, cap);

throw x;

}

unsafe.setMemory(base, size, (byte) 0);

if (pa && (base % ps != 0)) {

// Round up to page boundary

address = base + ps - (base & (ps - 1));

} else {

address = base;

}

cleaner = Cleaner.create(this, new Deallocator(base, size, cap));//注册钩子函数，释放直接内存

att = null;

}

....

}

可以看到构造方法中的确是用了 unsafe.allocateMemory 方法帮我们分配了直接内存，另外，在构造方法的最后，通过 Cleaner.create 方法注册了一个钩子函数，用于清除直接内存的引用。

Cleaner.create 方法声明如下所示：

public static Cleaner create(Object heapObj, Runnable task)

其中第一个参数是一个堆内存对象，第二个参数是一个 Runnable 任务，表示这个堆内存对象被回收的时候，需要执行的回调方法。我们可以看到在 DirectByteBuffer 的最后一行中，传入的这两个参数分别是 this，和一个 Deallocator(实现了 Runnable 接口)，其中 this 表示就是当前 DirectByteBuffer 实例，也就是当前 DirectByteBuffer 被回收的时候，回调 Deallocator 的 run 方法

Deallocator 就是用于清除 DirectByteBuffer 引用的直接内存，代码如下所示：

private static class Deallocator

implements Runnable

{

private static Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();

private long address;

private long size;

private int capacity;

private Deallocator(long address, long size, int capacity) {

assert (address != 0);

this.address = address;

this.size = size;

this.capacity = capacity;

}

public void run() {

if (address == 0) {

// Paranoia

return;

}

unsafe.freeMemory(address);//清除直接内存

address = 0;

Bits.unreserveMemory(size, capacity);

}

}

可以看到 run 方法中调用了 unsafe.freeMemory 方法释放了直接内存的引用。

[](()System.gc

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在 DirectByteBuffer 实例创建时，分配内存之前调用了 Bits.reserveMemory，如果分配失败调用了 Bits.unreserveMemory，同时在 Deallocator 释放完直接内存的时候，也调用了 Bits.unreserveMemory 方法。

这两个方法，主要是记录 jdk 已经使用的直接内存的数量，当分配直接内存时，需要进行增加，当释放时，需要减少，源码如下：