了解Java緩沖池

緩沖池空間位于垃圾收集器管理的內存之外。 這是分配本地堆外內存的一種方法。 使用緩沖池有什么好處？ 為了回答這個問題，讓我們首先了解什么是字節緩沖區。

字節緩沖區

非直接緩沖區

ByteBuffer類附帶了java.nio包。 它允許我們分配直接和非直接字節緩沖區。 非直接字節緩沖區沒有什么特別的-它們是由ByteBuffer.allocate()和ByteBuffer.wrap()工廠方法創建的HeapByteBuffer的實現。 就像該類的名稱所暗示的那樣，它們是堆上字節緩沖區。 那么，在Java堆空間上分配所有緩沖區會不會更容易？ 為什么有人需要在本機內存中分配某些內容？ 要回答這個問題，我們需要了解操作系統如何執行I / O操作。 任何讀或寫指令都在連續的字節序列存儲區上執行。 那么byte[]是否在堆上占據了連續的空間？ 從技術上講這很有意義，但是JVM規范沒有這樣的保證。 更有趣的是， 規范甚至不能保證堆空間本身是連續的！ 盡管JVM不太可能將一維原語數組放置在內存中的不同位置，但是Java堆空間中的字節數組不能直接用于本機I / O操作。 必須在每次I / O之前將其復制到本機內存，這當然會導致明顯的低效率。 因此，引入了直接緩沖區。

直接緩沖

直接緩沖區是與Java共享的本機內存塊，您可以從中執行直接讀取。 可以使用ByteBuffer.allocateDirect()工廠方法創建DirectByteBuffer的實例。 字節緩沖區是執行I / O操作的最有效方法，因此，它們在許多庫和框架中使用，例如在Netty中。

內存映射緩沖區

直接字節緩沖區也可以通過將文件區域直接映射到內存中來創建。 換句話說，我們可以將文件的區域加載到可以稍后訪問的特定本機內存區域。 您可以想象，如果我們需要多次讀取文件內容，它可以顯著提高性能。 借助內存映射文件，后續讀取將使用內存中文件的內容，而不是每次需要時都從光盤加載數據。 MappedByteBuffer可以通過創建FileChannel.map()方法。

內存映射文件的另一個優點是，操作系統可以在系統關閉時直接將緩沖區刷新到磁盤。 而且，操作系統可以鎖定文件的映射部分，使其免受計算機上其他進程的影響。

分配很貴

直接緩沖區的問題之一是分配它們很昂貴。 無論緩沖區的大小如何，調用ByteBuffer.allocateDirect()都是一個相對較慢的操作。 因此，對于大型和長壽命的緩沖區使用直接緩沖區，或者創建一個大型緩沖區，按需分割部分，并在不再需要它們時將它們返回以重新使用，效率更高。 當切片的大小不總是相同時，可能會出現切片問題。 當分配和釋放不同大小的對象時，初始的大字節緩沖區可能會變得碎片化。 與Java堆不同，直接字節緩沖區無法壓縮，因為它不是垃圾收集器的目標。

監視緩沖池的使用

如果您對應用程序使用的直接或映射的字節緩沖區的數量感興趣，則可以使用許多工具（包括VisualVM（帶有BufferMonitor插件）和FusionReactor）輕松監視它們。 Java將根據需要增加緩沖池，因此“已使用的直接內存”涵蓋了下圖的“直接容量”這一事實，這意味著到目前為止分配的所有緩沖內存都在使用中。

請注意–您可以使用-XX:MaxDirectMemorySize=N標志來限制應用程序可以分配的直接字節緩沖區空間量。 盡管這是可能的，但是您將需要一個很好的理由。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2018/03/understanding-java-buffer-pool.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的了解Java缓冲池的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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