JAVA NIO 內存泄露

寫NIO程序經常使用ByteBuffer來讀取或者寫入數據，那麼使用ByteBuffer.allocate(capability)還是使用ByteBuffer.allocteDirect(capability)來分配緩存了？第一種方式是分配JVM堆內存，屬於GC管轄範圍，由於需要拷貝所以速度相對較慢；第二種方式是分配OS本地內存，不屬於GC管轄範圍，由於不需要內存拷貝所以速度相對較快。

我們肯定想選擇比較快的，但問題是直接內存不屬於GC管轄範圍，需要弄清楚這部分內存如何管理，否則造成內存泄露就麻煩了。本地內存在JAVA中有一個對應的包裝類DirectByteBuffer，該類屬於Java類，適當的時候會被GC回收，當它被回收前會調用本地方法把直接內存給釋放了，所以本地內存可以隨DirectByteBuffer對象被回收而自動回收，貌似沒有問題；但如果不斷分配本地內存，堆內存很少使用，那麼JVM就不需要執行GC，DirectByteBuffer對象們就不會被回收，這時候堆內存充足，但本地內存可能已經使用光了，再次嘗試分配本地內存就會出現OutOfMemoryError，那程序就直接崩潰了。

有沒有解決方案？自動釋放不靠譜，我們是否可以手動釋放本地內存，把握主動權？果然DirectByteBuffer持有一個Cleaner對象，該對象有一個clean()方法可用於釋放本地內存，所以需要的時候我們可以調用這個方法手動釋放本地內存。

以下代碼與測試場景幫助理解與證實以上描述。

代碼1：

package com.stevex.app.nio;

import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DirectByteBufferTest {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
	        //分配128MB直接內存
		ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024*128);
		
		TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
		System.out.println("ok");
	}

}

測試用例1：設置JVM參數-Xmx100m，運行異常，因爲如果沒設置-XX:MaxDirectMemorySize，則默認與-Xmx參數值相同，分配128M直接內存超出限制範圍。

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
	at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:658)
	at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
	at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:306)
	at com.stevex.app.nio.DirectByteBufferTest.main(DirectByteBufferTest.java:8)

測試用例2：設置JVM參數-Xmx256m，運行正常，因爲128M小於256M，屬於範圍內分配。

ok

測試用例3：設置JVM參數-Xmx256m -XX:MaxDirectMemorySize=100M，運行異常，分配的直接內存128M超過限定的100M。

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
	at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:658)
	at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
	at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:306)
	at com.stevex.app.nio.DirectByteBufferTest.main(DirectByteBufferTest.java:8)

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代碼2：

package com.stevex.app.nio;

import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import sun.nio.ch.DirectBuffer;

public class DirectByteBufferTest {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
		//分配512MB直接緩存
		ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(1024*1024*512);
		
		TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
		
		//清除直接緩存
		((DirectBuffer)bb).cleaner().clean();
		
		TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
		
		System.out.println("ok");
	}

}

測試用例4：設置JVM參數-Xmx768m，運行程序觀察內存使用變化，會發現clean()後內存馬上下降，說明使用clean()方法能有效及時回收直接緩存。