直接内存/Netty中的ByteBuf

直接内存(DirectByteBuffer)

1.为什么使用直接内存:

​ 当进行网络 I/O 操作、文件读写时，堆内内存都需要转换为堆外内存，然后再与底层设备进行交互，所以直接使用堆外内存可以减少一次内存拷贝。

2.如何使用直接内存:

​ 在nio中，通过创建DirectByteBuffer对象(ByteBuffer.allocateDirect())来完成,在创建DirectByteBuffer时,内部

使用unsafe.allocateDirect来分配直接内存.DirectByteBuffer中的memory指向这块内存。

3.直接内存如何回收:（依赖GC）

​ 在gc时,DirectByteBuffer如果被回收,那么与之关联的直接内存也会被回收。原理：在构建DirectByteBuffer时，

会构建一个Cleaner,这个Cleaner是一个虚引用; 当DirectByteBuffer被gc之后，这个对应的虚应用会被加入到pending列表(具体代码看jdk的Reference类)，然后判断当前应用是否是Cleaner，是的话执行 clean() 方法。在clean() 方法中,会调用 unsafe.freeMemory 方法清理堆外内存。

4.直接内存默认大小和-Xmx指定的最大堆大小一样大 -XX:+MaxDirectMemorySize。

注意：DirectByteBuffer对象可能长时间得不到回收,那么分配的直接内存即使不用了，也无法回收掉。为了防止物理内存耗尽，

需要设置-XX:+MaxDirectMemorySize

Netty中的ByteBuf

Netty中的ByteBuf相较于jdk中的ByteBuffer具有如下优势

1.ByteBuf提供读写指针。在操作数据时不需要进行flip操作

2.支持基于引用计数器的回收策略。不像ByteBuffer那么死板,需要gc才能回收。

3.提供池化操作，不用频繁分配内存。

4.容量可以按需进行扩容

5.Netty提供了池化/非池化，直接/堆，unsafe/非unsafe等组合类型的ByteBuf

引用计数

通过引用计数,可以快速释放内存。ByteBuf都实现了AbstractReferenceCountedByteBuf,当使用完之后，手动调用release方法。

  @Override
    public boolean release(int decrement) {
        return handleRelease(updater.release(this, decrement));
    }

    private boolean handleRelease(boolean result) {
        if (result) {
            deallocate();
        }
        return result;
    }

    /**
     * Called once {@link #refCnt()} is equals 0.
     */
    protected abstract void deallocate();

1.用非池化的直接内存：UnpooledDirectByteBuf举例。通过调用release方法，就可以将直接内存释放掉。相较于DirectByteBuffer来说

是一个大的优势。

   @Override
    protected void deallocate() {
        ByteBuffer buffer = this.buffer;
        if (buffer == null) {
            return;
        }
			
        this.buffer = null;
				//释放直接内存。
        if (!doNotFree) {
            freeDirect(buffer);
        }
    }

2.对于池化的B引用计数对于 Netty 设计缓存池化有非常大的帮助，当引用计数为 0，该 ByteBuf 可以被放入到对象池中，避免每次使用 ByteBuf 都重复创建，对于实现高性能的内存管理有着很大的意义。

此外 Netty 可以利用引用计数的特点实现内存泄漏检测工具。JVM 并不知道 Netty 的引用计数是如何实现的，当 ByteBuf 对象不可达时，一样会被 GC 回收掉，但是如果此时 ByteBuf 的引用计数不为 0，那么该对象就不会释放或者被放入对象池，从而发生了内存泄漏