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什么是JVM直接内存

发表于：2026-11-03 作者：千家信息网编辑

千家信息网最后更新 2026年11月03日，本篇内容介绍了"什么是JVM直接内存"的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！JDK7和JDK8

千家信息网最后更新 2026年11月03日什么是JVM直接内存

本篇内容介绍了"什么是JVM直接内存"的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

JDK7和JDK8的内存结构对比

从上面的图中可以看到Java8相比Java7来讲将方法区的实现，从非堆空间（其实逻辑与堆相连，所属于运行时数据区内部）迁移到了本地内存中，不会造成FullGC过多的压力以及与老年代的耦合度过高的问题，减少FullGC的扫描范围，从而改为手动去回收机制（也可以自动回收需要配置调整）。之前的文章里面介绍了JVM的运行时数据区的相关介绍，一直对直接内存的研究和学习较少，现在我们就开始介绍一下直接内存的分配方式以及回收方式。

直接内存的定义

1. 常见于NIO操作时，用于数据缓冲区（ByteBuffer.allocate），当然也可以采用Unsafe类进行native方法运作进行申请直接内存。

2. 分配回收成本较高（属于操作系统内存），但读写性能高。（因为直接内存不需要经过JVM解释器进行地址映射转换到系统真正内存，故此读写速度会比堆内存在快很多，但是申请和回收机制角度而言复杂，因为属于直接由操作系统进行管理，而非JVM直接进行管理。

3. 不受JVM内存回收管理（依旧存在内存溢出的问题），此外受限制与操作系统物理内存，以及我们可以手动设置它的阈值（MaxDirectMemory），默认情况下来讲直接内存几乎没有限制（当没有超出物理内存的控制而言）

4. jvm的内存分配与回收是自动的，不需要手动调用任何的方法，但是直接内存需要我们手动调用方法。

直接内存基本使用（IO操作举例）

Java堆内存：

使用直接内存后，可以减少步骤：

可以看出来，直接内存无需进行与java堆内存进行映射和转换，可以直接去操作系统内存。

直接内存导致的内存溢出问题

书写程序：每次都分配直接内存，直到内存溢出

public class Test1 {    static int _100Mb=1024*1024*100;    public static void main(String[] args) {        List list=new ArrayList<>();        int i=0;        try {           while (true){               ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(_100Mb);               list.add(byteBuffer);               i++;           }        }finally {            System.out.println(i);        }    }}

测试结果：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory    at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:694)    at java.nio.DirectByteBuffer.(DirectByteBuffer.java:123)    at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:311)    at pers.zhb.test.Test1.main(Test1.java:15)

直接内存的分配与回收（底层通过Unsafe对象管理）

直接内存的分配与回收

运行程序前：

直接内存的分配与释放程序：

public class Test1 {    static int _1Gb=1024*1024*1024;    public static void main(String[] args) throws IOException {        ByteBuffer byteBuffer=ByteBuffer.allocateDirect(_1Gb);        System.out.println("分配完毕");        System.in.read();        System.out.println("开始释放");        byteBuffer=null;        System.gc();    }}

分配直接内存后：

可以看出来相关的多出一个java的进程，并且内存占用1037M，所以也证实了我们的猜测和预想。

在IDEA的控制台点击回车对内存进行释放：

可以看到恢复到了原始的状态。

控制台打印出分配与回收的提示：

分配完毕开始释放Process finished with exit code 0

其中System.gc() ,强制执行FullGC，回收掉byteBuffer对象

至此，我们的推测全部验证通过，直接内存会采用另外一个进程去存储相关的系统内存区域，并且不属于jvm内存之内的管理。

Unsafe实现对直接内存的分配与回收：

public class Test1 {    static int _1Gb=1024*1024*1024;    public static void main(String[] args) throws IOException {        Unsafe unsafe=getUnsafe();        //分配内存        long base=unsafe.allocateMemory(_1Gb);        unsafe.setMemory(base,_1Gb,(byte)0);        System.in.read();        //释放内存        unsafe.freeMemory(base);        System.in.read();    }            public static Unsafe getUnsafe(){        Field field= null;        try {            field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");        } catch (NoSuchFieldException e) {            e.printStackTrace();        }        field.setAccessible(true);        Unsafe unsafe= null;        try {            unsafe = (Unsafe)field.get(null);        } catch (IllegalAccessException e) {            e.printStackTrace();        }        return unsafe;    }}

jvm的内存分配与回收是自动的，不需要手动调用任何的方法，但是直接内存需要我们手动调用方法。

ByteBuffer源码

ByteBuffer (属于工具方法、工厂方法)

ByteBuffer byteBuffer= ByteBuffer.allocateDirect(_1Gb);

allocateDirect（分配内存方法）

public static ByteBuffer allocateDirect(int capacity) {    return new DirectByteBuffer(capacity);}

DirectByteBuffer（直接内存的对象）

DirectByteBuffer(int cap) {        super(-1, 0, cap, cap);        boolean pa = VM.isDirectMemoryPageAligned();        int ps = Bits.pageSize();        long size = Math.max(1L, (long)cap + (pa ? ps : 0));        Bits.reserveMemory(size, cap);        long base = 0;        try {            base = unsafe.allocateMemory(size);        } catch (OutOfMemoryError x) {            Bits.unreserveMemory(size, cap);            throw x;        }        unsafe.setMemory(base, size, (byte) 0);        if (pa && (base % ps != 0)) {            // Round up to page boundary            address = base + ps - (base & (ps - 1));        } else {            address = base;        }        cleaner = Cleaner.create(this, new Deallocator(base, size, cap));        att = null; }