堆外内存

JVM启动时分配的内存，称为堆内存，与之相对的，在代码中还可以使用堆外内存，比如Netty，广泛使用了堆外内存，但是这部分的内存并不归JVM管理，GC算法并不会对它们进行回收，所以在使用堆外内存时，要格外小心，防止内存一直得不到释放，造成线上故障。

堆外内存的回收机制

用一个存储在堆内存中的DirectByteBuffer对象来对堆外内存进行操作。每个DirectByteBuffer对象在进行初始化时，都会创建一个Clearn对象，这个Clearn对象会在合适的时候执行unSafe.freeMemory（address），从而回收这块堆内存。

当初始化一块堆外内存时，对象的引用关系如下：

堆外内存初始化

first是cleaner类的静态变量，cleaner对象在初始化的时候会被添加到Cleaner链表中，和first形成引用关系。 ReferenceQueue是用来保存Clearner对象的。

如果该DirectByteBuffer在一次GC中被回收了，那么就只有Cleaner对象唯一存有该堆外内存数据（开始地址，大小容量），在下一次FullGC时，会将该Cleaner对象放入到ReferenceQueue队列中，并触发clean方法。

堆外内存初始化

Cleaner对象的clean方法主要作用是：

  • 将自己从Cleaner链表中删除，从而在下次FullGC时可以被回收掉。

  • 释放对外内存

    
public void run() {
if (address == 0) {
   // Paranoia
   return;
}
unsafe.freeMemory(address);
address = 0;
Bits.unreserveMemory(size, capacity);
}

如果JVM一直不进行FullGC，那么无效的Cleaner对象会越来越多并且也没有办法放入到ReferenceQueue中，从而堆外内存也就无法进行释放？

其实在初始化DirectByteBuffer对象时，如果当前堆外内存的条件比较苛刻时，就会主动调用system.gc()，强制执行FullGC。

堆外内存初始化

不过很多线上环境的JVM参数有-XX:+DisableExplicitGC，导致了System.gc()等于一个空函数，根本不会触发FGC，这一点在使用Netty框架时需要注意是否会出问题。

参考博客