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

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。

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。

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。