深入理解 Java 虛擬機(jī)：Java 內(nèi)存區(qū)域透徹分析

前言

Java是目前用戶最多、使用范圍最廣的軟件開發(fā)技術(shù)，Java 的技術(shù)體系主要由支撐Java程序運(yùn)行的虛擬機(jī)。為各開發(fā)領(lǐng)域提供接口支持的Java API， Java編程語言及許許多多的第三方Java框架( 如Spring和Struts等)構(gòu)成。在國內(nèi)，有關(guān)Java API、Java 語言及第三方框架的技術(shù)資料和書籍非常豐富，相比之下，有關(guān)Java虛擬機(jī)的資料卻顯得異常貧乏。

這種狀況很大程度上是由Java開發(fā)技術(shù)本身的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致的：

在虛擬機(jī)層面隱藏了底層技術(shù)的復(fù)雜性以及機(jī)器與操作系統(tǒng)的差異性。運(yùn)行程序的物理機(jī)器情況千差萬別，而Java虛擬機(jī)則在千差萬別的物理機(jī)上面建立了統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了在任意一臺(tái)虛擬機(jī)上編譯的程序都能在任何一臺(tái)虛擬機(jī)上正常運(yùn)行。這一極大的優(yōu)勢使得Java應(yīng)用的開發(fā)比傳統(tǒng)C/C++應(yīng)用的開發(fā)更高效和快捷，程序員可以把主要精力集中在具體業(yè)務(wù)邏輯上，而不是物理硬件的兼容性上。

一般情況下，一個(gè)程序員只要了解了必要的Java API, Java語法井學(xué)習(xí)適當(dāng)?shù)牡谌介_發(fā)框架，就已經(jīng)基本能滿足日常開發(fā)的需要了，虛擬機(jī)會(huì)在用戶不知不覺中完成對(duì)硬件平臺(tái)的兼容以及對(duì)內(nèi)存等資源的管理工作。因此，了解虛擬機(jī)的運(yùn)作并不是一般開發(fā)人員必須掌握的知識(shí)。然而，凡事都具備兩面性。隨著Java技術(shù)的不斷發(fā)展，它被應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域之中。其中一些領(lǐng)域，如電力、金融、通信等，對(duì)程序的性能、穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性方面都有極高的要求。

一個(gè)程序很可能在10個(gè)人同時(shí)使用時(shí)完全正常，但是在10000個(gè)人同時(shí)使用時(shí)就會(huì)變慢、死鎖甚至崩潰。毫無疑問，要滿足10000個(gè)人同時(shí)使用需要更高性能的物理硬件，但是在絕大多數(shù)情況下，提升硬件效能無法等比例地提升程序的性能和并發(fā)能力，有時(shí)甚至可能對(duì)程序的性能沒有任何改善作用。

這里面有Java虛擬機(jī)的原因：為了達(dá)到為所有硬件提供一致的虛擬平臺(tái)的目的，犧牲了一些硬件相關(guān)的性能特性。

更重要的是人為原因：開發(fā)人員如果不了解虛擬機(jī)的一些技術(shù)特性的運(yùn)行原理，就無法寫出最適合虛擬機(jī)運(yùn)行和可自優(yōu)化的代碼。

其實(shí)，目前商用的高性能Java虛擬機(jī)都提供了相當(dāng)多的優(yōu)化特性和調(diào)節(jié)手段，用于滿足應(yīng)用程序在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中對(duì)性能和穩(wěn)定性的要求。如果只是為了入門學(xué)習(xí)，讓程序在自己的機(jī)器上正常運(yùn)行，那么這些特性可以說是可有可無的；如果用于生產(chǎn)環(huán)境，尤其是企業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)中，就迫切需要開發(fā)人員中至少有一部分人對(duì)虛擬機(jī)的特性及調(diào)節(jié)方法具有很清晰的認(rèn)識(shí)，所以在Java開發(fā)體系中，對(duì)架構(gòu)師、系統(tǒng)調(diào)優(yōu)師、高級(jí)程序員等角色的需求一直都非常大。

關(guān)于JVM

JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）的縮寫，JVM是一種用于計(jì)算設(shè)備的規(guī)范，它是一個(gè)虛構(gòu)出來的計(jì)算機(jī)，是通過在實(shí)際的計(jì)算機(jī)上仿真模擬各種計(jì)算機(jī)功能來實(shí)現(xiàn)的。

引入Java語言虛擬機(jī)后，Java語言在不同平臺(tái)上運(yùn)行時(shí)不需要重新編譯。Java語言使用Java虛擬機(jī)屏蔽了與具體平臺(tái)相關(guān)的信息，使得Java語言編譯程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼），就可以在多種平臺(tái)上不加修改地運(yùn)行。

Java內(nèi)存區(qū)域透徹分析

這篇文章主要介紹Java內(nèi)存區(qū)域，也是作為Java虛擬機(jī)的一些最基本的知識(shí)，理解了這些知識(shí)之后，才能更好的進(jìn)行Jvm調(diào)優(yōu)或者更加深入的學(xué)習(xí)，本來這些知識(shí)是晦澀難懂的，所以希望能夠講解的透徹且形象。

運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域

JVM載執(zhí)行Java程序的過程中會(huì)把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。

Java 虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存一共分為Method Area（方法區(qū)）、VM Stack（虛擬機(jī)棧）、Native Method Stack（本地方法棧）、Heap（堆）、Program Counter Register（程序計(jì)數(shù)器）五個(gè)區(qū)域。

這些區(qū)域都有各自的用途，以及創(chuàng)建和銷毀的時(shí)間，有的區(qū)域隨著虛擬機(jī)進(jìn)程的啟動(dòng)而存在，有些區(qū)域則是依賴用戶線程的啟動(dòng)和結(jié)束而建立和銷毀。具體如下圖所示：

上圖介紹的是JDK1.8 JVM運(yùn)行時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)域劃分。1.8同1.7比，最大的差別就是：元數(shù)據(jù)區(qū)取代了永久代。元空間的本質(zhì)和永久代類似，都是對(duì)JVM規(guī)范中方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)。不過元空間與永久代之間最大的區(qū)別在于：元數(shù)據(jù)空間并不在虛擬機(jī)中，而是使用本地內(nèi)存。

程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）

程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）是一塊較小的內(nèi)存空間，可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器。在虛擬機(jī)概念模型中，字節(jié)碼解釋器工作時(shí)就是通過改變計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個(gè)計(jì)數(shù)器來完成。

程序計(jì)數(shù)器是一塊?“線程私有”?的內(nèi)存，每條線程都有一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器，能夠?qū)⑶袚Q后的線程恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置。

• 執(zhí)行的是一個(gè)Java方法

計(jì)數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址。

• 執(zhí)行的是Native方法

計(jì)數(shù)器為空（Undefined），因?yàn)閚ative方法是java通過JNI直接調(diào)用本地C/C++庫，可以近似的認(rèn)為native方法相當(dāng)于C/C++暴露給java的一個(gè)接口，java通過調(diào)用這個(gè)接口從而調(diào)用到C/C++方法。由于該方法是通過C/C++而不是java進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。那么自然無法產(chǎn)生相應(yīng)的字節(jié)碼，并且C/C++執(zhí)行時(shí)的內(nèi)存分配是由自己語言決定的，而不是由JVM決定的。

• 程序計(jì)數(shù)器也是唯一一個(gè)在Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的內(nèi)存區(qū)域。

其實(shí)，我感覺這塊區(qū)域，作為我們開發(fā)人員來說是不能過多的干預(yù)的，我們只需要了解有這個(gè)區(qū)域的存在就可以，并且也沒有虛擬機(jī)相應(yīng)的參數(shù)可以進(jìn)行設(shè)置及控制。

Java虛擬機(jī)棧（Java Virtual Machine Stacks）

Java虛擬機(jī)棧（Java Virtual Machine Stacks）描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀（Stack Frame），從上圖中可以看出，棧幀中存儲(chǔ)著局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。每一個(gè)方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程，會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中入棧到出棧的過程。

與程序計(jì)數(shù)器一樣，Java虛擬機(jī)棧也是線程私有的。

而局部變量表中存放了編譯期可知的各種：

• 基本數(shù)據(jù)類型(boolen、byte、char、short、int、 float、 long、double）

• 對(duì)象引用（reference類型，它不等于對(duì)象本身，可能是一個(gè)指向?qū)ο笃鹗嫉刂返闹羔?，也可能是指向一個(gè)代表對(duì)象的句柄或其他與此對(duì)象相關(guān)的位置）

• returnAddress類型（指向了一條字節(jié)碼指令的地址）

其中64位長度的long和double類型的數(shù)據(jù)會(huì)占用2個(gè)局部變量空間（Slot），其余數(shù)據(jù)類型只占用1個(gè)。局部變量表所需的內(nèi)存空間在編譯期間完成分配，當(dāng)進(jìn)入一個(gè)方法時(shí)，這個(gè)方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的，在方法運(yùn)行期間不會(huì)改變局部變量表的大小。

Java虛擬機(jī)規(guī)范中對(duì)這個(gè)區(qū)域規(guī)定了兩種異常狀況：

• StackOverflowError：線程請(qǐng)求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度，將會(huì)拋出此異常。

• OutOfMemoryError：當(dāng)可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的虛擬機(jī)棧在擴(kuò)展時(shí)無法申請(qǐng)到足夠的內(nèi)存，就會(huì)拋出該異常。

一直覺得上面的概念性的知識(shí)還是比較抽象的，下面我們通過JVM參數(shù)的方式來控制棧的內(nèi)存容量，模擬StackOverflowError異?，F(xiàn)象。

本地方法棧（Native Method Stack）

本地方法棧（Native Method Stack）?與Java虛擬機(jī)棧作用很相似，它們的區(qū)別在于虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法（即字節(jié)碼）服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)。

在虛擬機(jī)規(guī)范中對(duì)本地方法棧中使用的語言、方式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并無強(qiáng)制規(guī)定，因此具體的虛擬機(jī)可實(shí)現(xiàn)它。甚至有的虛擬機(jī)（Sun HotSpot虛擬機(jī)）直接把本地方法棧和虛擬機(jī)棧合二為一。與虛擬機(jī)一樣，本地方法棧會(huì)拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。

• 使用-Xss參數(shù)減少棧內(nèi)存容量（更多的JVM參數(shù)可以參考這篇文章：深入理解Java虛擬機(jī)-常用vm參數(shù)分析）

這個(gè)例子中，我們將棧內(nèi)存的容量設(shè)置為256K（默認(rèn)1M），并且再定義一個(gè)變量查看棧遞歸的深度。

?/**
?*?@ClassName?Test_02
?*?@Description?設(shè)置Jvm參數(shù)：-Xss256k
?*?@Author?歐陽思海
?*?@Date?2019/9/30?11:05
?*?@Version?1.0
?**/
?public?class?Test_02?{
?
?private?int?len?=?1;

?public?void?stackTest()?{
?len++;
?System.out.println("stack?len:"?+?len);
?stackTest();
?}

?public?static?void?main(String[]?args)?{
?Test_02?test?=?new?Test_02();
?try?{
?test.stackTest();
2?}?catch?(Throwable?e)?{
23?e.printStackTrace();
24?}
25?}
26}

運(yùn)行時(shí)設(shè)置JVM參數(shù)

輸出結(jié)果：

?Java堆（Heap）

對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言，Java堆（Heap）是Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊，它被所有線程共享的，在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建。此內(nèi)存區(qū)域唯一的目的是存放對(duì)象實(shí)例，幾乎所有的對(duì)象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存，且每次分配的空間是不定長的。在Heap 中分配一定的內(nèi)存來保存對(duì)象實(shí)例，實(shí)際上只是保存對(duì)象實(shí)例的屬性值，屬性的類型和對(duì)象本身的類型標(biāo)記等，并不保存對(duì)象的方法（方法是指令，保存在Stack中）,在Heap 中分配一定的內(nèi)存保存對(duì)象實(shí)例和對(duì)象的序列化比較類似。

Java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域，因此也被稱為?“GC堆（Garbage Collected Heap）”?。從內(nèi)存回收的角度看內(nèi)存空間可如下劃分：

圖片摘自https://blog.csdn.net/bruce128/article/details/79357870

• 新生代（Young）：新生成的對(duì)象優(yōu)先存放在新生代中，新生代對(duì)象朝生夕死，存活率很低。在新生代中，常規(guī)應(yīng)用進(jìn)行一次垃圾收集一般可以回收70% ~ 95% 的空間，回收效率很高。

如果把新生代再分的細(xì)致一點(diǎn)，新生代又可細(xì)分為Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間，默認(rèn)比例為8:1:1。

• 老年代（Tenured/Old）：在新生代中經(jīng)歷了多次（具體看虛擬機(jī)配置的閥值）GC后仍然存活下來的對(duì)象會(huì)進(jìn)入老年代中。老年代中的對(duì)象生命周期較長，存活率比較高，在老年代中進(jìn)行GC的頻率相對(duì)而言較低，而且回收的速度也比較慢。

• 永久代（Perm）：永久代存儲(chǔ)類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)，對(duì)這一區(qū)域而言，Java虛擬機(jī)規(guī)范指出可以不進(jìn)行垃圾收集，一般而言不會(huì)進(jìn)行垃圾回收。

其中新生代和老年代組成了Java堆的全部內(nèi)存區(qū)域，而永久代不屬于堆空間，它在JDK 1.8以前被Sun HotSpot虛擬機(jī)用作方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)

另外，再強(qiáng)調(diào)一下堆空間內(nèi)存分配的大體情況，這對(duì)于后面一些Jvm優(yōu)化的技巧還是有幫助的。

• 老年代 ：三分之二的堆空間

• 年輕代 ：三分之一的堆空間
  eden區(qū)：8/10 的年輕代空間
  survivor0 : 1/10 的年輕代空間
  survivor1 : 1/10 的年輕代空間

最后，我們再通過一個(gè)簡單的例子更加形象化的展示一下堆溢出的情況。

• JVM參數(shù)設(shè)置：-Xms10m -Xmx10m

這里將堆的最小值和最大值都設(shè)置為10m，如果不了解這些參數(shù)的含義，可以參考這篇文章：深入理解Java虛擬機(jī)-常用vm參數(shù)分析

?/**
?*?VM?Args：-Xms10m?-Xmx10m?-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
?*?@author?zzm
?*/
?public?class?HeapTest?{
?
?static?class?HeapObject?{
?}
?
?public?static?void?main(String[]?args)?{
?List<HeapObject>?list?=?new?ArrayList<HeapObject>();

?//不斷的向堆中添加對(duì)象
?while?(true)?{
?list.add(new?HeapObject());
?}
?}
}

輸出結(jié)果：

圖中出現(xiàn)了java.lang.OutOfMemoryError，并且提示了Java heap space，這就說明是Java堆內(nèi)存溢出的情況。

堆的Dump文件分析

我的使用的是VisualVM工具進(jìn)行分析，關(guān)于如何使用這個(gè)工具查看這篇文章（深入理解Java虛擬機(jī)-如何利用VisualVM對(duì)高并發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行性能分析 ）。在運(yùn)行程序之后，會(huì)同時(shí)打開VisualVM工具，查看堆內(nèi)存的變化情況。

在上圖中，可以看到，堆的最大值是30m，但是使用的堆的容量也快接近30m了，所以很容易發(fā)生堆內(nèi)存溢出的情況。

接著查看dump文件。

如上圖，堆中的大部分的對(duì)象都是HeapObject，所以，就是因?yàn)檫@個(gè)對(duì)象的一直產(chǎn)生，所以導(dǎo)致堆內(nèi)存不夠分配，所以出現(xiàn)內(nèi)存溢出。

我們再看GC情況。

如上圖，Eden新生代總共48次minor gc，耗時(shí)1.168s，基本滿足要求，但是survivor卻沒有，這不正常，同時(shí)Old Gen老年代總共27次full gc，耗時(shí)4.266s，耗時(shí)長，gc多，這正是因?yàn)榇罅康拇髮?duì)象進(jìn)入到老年代導(dǎo)致的，所以，導(dǎo)致full gc頻繁。

方法區(qū)（Method Area）

方法區(qū)（Method Area）?與Java堆一樣，是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域。它用于存儲(chǔ)一杯虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、及時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。正因?yàn)榉椒▍^(qū)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與堆有一種類比關(guān)系，所以它還被稱為?Non-Heap。

運(yùn)行時(shí)常量池（Runtime Constant Pool）

運(yùn)行時(shí)常量池（Runtime Constant Pool）是方法區(qū)的一部分。Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項(xiàng)信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用，這部分內(nèi)容將在類加載后進(jìn)入方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池存放。

Java虛擬機(jī)對(duì)Class文件每一部分（自然包括常量池）的格式有嚴(yán)格規(guī)定，每一個(gè)字節(jié)用于存儲(chǔ)那種數(shù)據(jù)都必須符合規(guī)范上的要求才會(huì)被虛擬機(jī)認(rèn)可、裝載和執(zhí)行。但對(duì)于運(yùn)行時(shí)常量池，Java虛擬機(jī)規(guī)范沒有做任何有關(guān)細(xì)節(jié)的要求，不同的提供商實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī)可以按照自己的需求來實(shí)現(xiàn)此內(nèi)存區(qū)域。不過一般而言，除了保存Class文件中的描述符號(hào)引用外，還會(huì)把翻譯出的直接引用也存儲(chǔ)在運(yùn)行時(shí)常量池中。

運(yùn)行時(shí)常量池相對(duì)于Class文件常量池的另外一個(gè)重要特征是具備動(dòng)態(tài)性，Java語言并不要求常量一定只有編譯器才能產(chǎn)生，也就是并非置入Class文件中的常量池的內(nèi)容才能進(jìn)入方法區(qū)運(yùn)行時(shí)常量池，運(yùn)行期間也可能將新的常量放入池中。

運(yùn)行時(shí)常量池舉例

上面的動(dòng)態(tài)性在開發(fā)中用的比較多的便是String類的intern() 方法。所以，我們以intern() 方法舉例，講解一下運(yùn)行時(shí)常量池。

String.intern()是一個(gè)native方法，作用是：如果字符串常量池中已經(jīng)包含有一個(gè)等于此String對(duì)象的字符串，則直接返回池中的字符串；否則，加入到池中，并返回。

?/**
?*?@ClassName?MethodTest
?*?@Description?vm參數(shù)設(shè)置：-Xms512m?-Xmx512m?-Xmn128m?-XX:PermSize=10M?-XX:MaxPermSize=10M?-XX:NewRatio=4?-XX:SurvivorRatio=8?-XX:MaxTenuringThreshold=15?-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError?-XX:+UseParNewGC?-XX:+UseConcMarkSweepGC
?*?@Author?歐陽思海
?*?@Date?2019/11/25?20:06
?*?@Version?1.0
?**/
?
?public?class?MethodTest?{

?public?static?void?main(String[]?args)?{
?List<String>?list?=?new?ArrayList<String>();
?long?i?=?0;
?while?(i?<?1000000000)?{
?System.out.println(i);
?list.add(String.valueOf(i++).intern());
?}
?}
}

vm參數(shù)介紹：

-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=15 -XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC
開始堆內(nèi)存和最大堆內(nèi)存都是512m，永久代大小10m，新生代和老年代1：4，E:S1:S2=8:1:1，最大經(jīng)過15次survivor進(jìn)入老年代，使用的，垃圾收集器是新生代ParNew，老年代CMS。

通過這樣的設(shè)置之后，查看運(yùn)行結(jié)果：

首先堆內(nèi)存耗完，然后看看GC情況，設(shè)置這些參數(shù)之后，GC情況應(yīng)該會(huì)不錯(cuò)，拭目以待。

上圖是GC情況，我們可以看到新生代?21 次minor gc，用了1.179秒，平均不到50ms一次，性能不錯(cuò)，老年代?117 次full gc，用了45.308s，平均一次不到1s，性能也不錯(cuò)，說明jvm運(yùn)行是不錯(cuò)的。

注意：?在JDK1.6及以前的版本中運(yùn)行以上代碼，因?yàn)槲覀兺ㄟ^-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M設(shè)置了方法區(qū)的大小，所以也就是設(shè)置了常量池的容量，所以運(yùn)行之后，會(huì)報(bào)錯(cuò)：java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space，這說明常量池溢出；在JDK1.7及以后的版本中，將會(huì)一直運(yùn)行下去，不會(huì)報(bào)錯(cuò)，在前面也說到，JDK1.7及以后，去掉了永久代。

直接內(nèi)存

直接內(nèi)存（Direct Memory）并不是虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域。但這部分內(nèi)存也被頻繁運(yùn)用，而卻可能導(dǎo)致OutOfMemoryError異常出現(xiàn)。

這個(gè)我們實(shí)際中主要接觸到的就是NIO，在NIO中，我們?yōu)榱四軌蚣涌霫O操作，采用了一種直接內(nèi)存的方式，使得相比于傳統(tǒng)的IO快了很多。

在NIO引入了一種基于通道（Channel）與緩沖區(qū)（Buffer）的I/O方式，它可以使用Native函數(shù)庫直接分配堆外內(nèi)存，然后通過一個(gè)存儲(chǔ)在Java堆中的DirectByteBuffer對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作。這樣能避免在Java堆和Native堆中來回復(fù)制數(shù)據(jù)，在一些場景里顯著提高性能。

在配置虛擬機(jī)參數(shù)時(shí)，會(huì)根據(jù)實(shí)際內(nèi)存設(shè)置-Xmx等參數(shù)信息，但經(jīng)常忽略直接內(nèi)存，使得各個(gè)內(nèi)存區(qū)域總和大于物理內(nèi)存限制（包括物理的和操作系統(tǒng)的限制），從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)擴(kuò)展時(shí)出現(xiàn)OutOfMemoryError異常。