欢迎访问昆山宝鼎软件有限公司网站! 设为首页 | 网站地图 | XML | RSS订阅 | 宝鼎邮箱 | 后台管理


新闻资讯

MENU

软件开发知识

堆外内存之 图纸加密 DirectByteBuffer 详解

点击: 次  来源:宝鼎软件 时间:2017-08-20

原文出处: tomas家的小拨浪鼓

堆外内存

堆外内存是相对付堆内内存的一个观念。堆内内存是由JVM所管控的Java历程内存,我们平时在Java中建设的工具都处于堆内内存中,劳务派遣管理系统,而且它们遵循JVM的内存打点机制,JVM会回收垃圾接纳机制统一打点它们的内存。那么堆外内存就是存在于JVM管控之外的一块内存区域,因此它是不受JVM的管控。

在讲授DirectByteBuffer之前,需要先简朴相识两个常识点。

java引用范例,因为DirectByteBuffer是通过虚引用(Phantom Reference)来实现堆外内存的释放的。

PhantomReference 是所有“弱引用”中最弱的引用范例。差异于软引用和弱引用,虚引用无法通过 get() 要领来取得方针工具的强引用从而利用方针工具,调查源码可以发明 get() 被重写为永远返回 null。

那虚引用到底有什么浸染?其实虚引用主要被用来 跟踪工具被垃圾接纳的状态,通过查察引用行列中是否包括工具所对应的虚引用来判定它是否 即将被垃圾接纳,从而采纳动作。它并不被等候用来取得方针工具的引用,而方针工具被接纳前,它的引用会被放入一个 ReferenceQueue 工具中,从而到达跟踪工具垃圾接纳的浸染。

关于java引用范例的实现和道理可以阅读之前的文章Reference 、ReferenceQueue 详解 和 Java 引用范例简述。

关于linux的内核态和用户态

堆外内存之  图纸加密 DirectByteBuffer 详解

  • 内核态:节制计较机的硬件资源,并提供上层应用措施运行的情况。好比socket I/0操纵可能文件的读写操纵等
  • 用户态:上层应用措施的勾当空间,应用措施的执行必需依托于内核提供的资源。
  • 系统挪用:为了使上层应用可以或许会见到这些资源,内核为上层应用提供会见的接口。
  • 堆外内存之  图纸加密 DirectByteBuffer 详解

    因此我们可以得知当我们通过JNI挪用的native要领实际上就是从用户态切换到了内核态的一种方法。而且通过该系统挪用利用操纵系统所提供的成果。

    Q:为什么需要用户历程(位于用户态中)要通过系统挪用(Java中纵然JNI)来挪用内核态中的资源,可能说挪用操纵系统的处事了?
    A:intel cpu提供Ring0-Ring3四种级此外运行模式,Ring0级别最高,Ring3最低。Linux利用了Ring3级别运行用户态,Ring0作为内核态。Ring3状态不能会见Ring0的地点空间,包罗代码和数据。因此用户态是没有权限去操纵内核态的资源的,它只能通过系统挪用外完成用户态到内核态的切换,然后在完成相关操纵后再有内核态切换回用户态。

    DirectByteBuffer ———— 直接缓冲

    DirectByteBuffer是Java用于实现堆外内存的一个重要类,我们可以通过该类实现堆外内存的建设、利用和销毁。

    堆外内存之  图纸加密 DirectByteBuffer 详解

    DirectByteBuffer该类自己照旧位于Java内存模子的堆中。堆内内存是JVM可以直经受控、哄骗。

    而DirectByteBuffer中的unsafe.allocateMemory(size);是个一个native要领,这个要领分派的是堆外内存,通过C的malloc来举办分派的。分派的内存是系统当地的内存,并不在Java的内存中,也不属于JVM管控范畴,所以在DirectByteBuffer必然会存在某种方法来哄骗堆外内存。

    在DirectByteBuffer的父类Buffer中有个address属性:

        // Used only by direct buffers
        // NOTE: hoisted here for speed in JNI GetDirectBufferAddress
        long address;

    address只会被直接缓存给利用到。之所以将address属性进级放在Buffer中,是为了在JNI挪用GetDirectBufferAddress时晋升它挪用的速率。
    address暗示分派的堆外内存的地点。

    堆外内存之  图纸加密 DirectByteBuffer 详解

    unsafe.allocateMemory(size);分派完堆外内存后就会返回分派的堆外内存基地点,并将这个地点赋值给了address属性。这样我们后头通过JNI对这个堆外内存操纵时都是通过这个address来实现的了。

    在前面我们说过,在linux中内核态的权限是最高的,那么在内核态的场景下,操纵系统是可以会见任何一个内存区域的,所以操纵系统是可以会见到Java堆的这个内存区域的。

    Q:那为什么操纵系统不直接会见Java堆内的内存区域了?
    A:这是因为JNI要了解见的内存区域是一个已经确定了的内存区域地质,那么该内存地点指向的是Java堆内内存的话,那么假如在操纵系统正在会见这个内存地点的时候,Java在这个时候举办了GC操纵,而GC操纵会涉及到数据的移动操纵[GC常常会举办先符号在压缩的操纵。即,将可接纳的空间做符号,然后清空符号位置的内存,然后会举办一个压缩,压缩就会涉及到工具的移动,移动的目标是为了腾出一块越发完整、持续的内存空间,以容纳更大的新工具],数据的移动会使JNI挪用的数据错杂。所以JNI挪用的内存是不能举办GC操纵的。