简述

上一篇学习了操作系统的零拷贝技术，趁热打铁，再来学习下java的堆外内存。

Java中文件读操作的过程

• jvm启动的时候会在用户态申请一块内存，申请的这块内存中有一部分会被称为堆，一般我我们申请的对象就会放在这个堆上，堆上的对象是受gc管理的。
• 那么除了堆内的内存，其他的内存都被称为堆外内存。在堆外内存中，如果我们是通过Java的DirectByteBuffer申请的，那么这块内存其实也是间接受gc管理的（DirectByteBuffer是通过虚引用来实现堆外内存的释放的，虚引用一般是在 Full GC 时被回收），而如果我们通过jni直接调用c函数申请一块堆外内存，那么这块内存就只能我们自己手动管理了。

当我们在Java中发起一个文件读操作会发生什么呢

Java传统io的方式

1. 首先内核会将数据从磁盘读到内核缓冲区，
2. 再从内核拷贝到用户态的堆外内存(这部分是jvm实现)
3. 然后再将数据从堆外拷贝到堆内。拷贝到堆内其实就是我们在Java中自己手动申请的byte数组中。

我们发现经过了俩次内存拷贝，而nio中只需要使用DirectByteBuffer，就不必将数据从堆外拷贝到堆内了，减少了一次内存拷贝，降低了内存的占用，减轻了gc的压力。

• 因为Java的IO读写时需要传入地址参数，而受GC影响，堆中的地址往往会发生变化移动，所以Java在进行IO读写时，需要先将数据由内核态复制到堆外内存，然后将堆外内存数据复制到堆内内存，也就是说这个阶段需要经历堆外与堆内的数据拷贝（内核到堆外属于JNI调用，要保证地址的确定性，堆外与堆内数据拷贝时却不一样）

为啥DirectByteBuffer能减少一次拷贝

原因

class DirectByteBuffer extends MappedByteBuffer implements DirectBuffer{
    // 。。。省略
}

具体源码部分就先不去深究了，我们先了解下原因DirectByteBuffer继承自MappedByteBuffer，而MappedByteBuffer是java NIO提供的一个内存映射，底层就是调用Linux mmap()实现的。MappedByteBuffer只能通过调用FileChannel的map()取得，再没有其他方式。FileChannel.map()是抽象方法，具体实现是在 FileChannelImpl.c 可自行查看JDK源码，其map0()方法就是调用了Linux内核的mmap的API。

总结

所以DirectByteBuffer是避免了有堆外内存再向堆内内存拷贝的这个阶段，只是堆内有个引用直接指向堆外内存，所以效率更高。

最后，这只是我个人的理解，如有不对的请指正