直接内存和堆内存谁快

前言

直接内存大多时候也被称为堆外内存，自从 JDK 引入 NIO 后，直接内存的使用也越来越普遍。通过 native 方法可以分配堆外内存，通过 DirectByteBuffer 对象来操作。

直接内存不属于 Java 堆，所以它不受堆大小限制，但是它受物理内存大小的限制。

配置

可以通过 -XX:MaxDirectMemorySize 参数来设置最大可用直接内存，如果启动时未设置则默认为最大堆内存大小，即与 -Xmx 相同。即假如最大堆内存为1G，则默认直接内存也为1G，那么 JVM 最大需要的内存大小为2G多一些。当直接内存达到最大限制时就会触发GC，如果回收失败则会引起OutOfMemoryError。

分配内存耗时

环境为JDK9，两种内存分配的耗时如下，运行两遍让其预热。可以看到直接内存的分配比较耗时，而堆内存分配操作耗时少好几倍。

public static void directMemoryAllocate() {
		long tsStart = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(400);

		}
		System.out.println("direct memory allocate: " + (System.currentTimeMillis() - tsStart) + " ms");
		tsStart = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(400);
		}
		System.out.println("heap memory allocate： " + (System.currentTimeMillis() - tsStart) + " ms");
	}

direct memory allocate: 149 ms
heap memory allocate： 41 ms
direct memory allocate: 122 ms
heap memory allocate： 31 ms

读写操作耗时

环境为JDK9，两种内存的读写操作耗时如下，同样运行两遍让其预热，可以看到直接内存读写操作的速度相对快一些。

public static void memoryRW() {
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(400);
		ByteBuffer buffer2 = ByteBuffer.allocate(400);
		long tsStart = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			for (int j = 0; j < 100; j++) {
				buffer.putInt(j);
			}
			buffer.flip();
			for (byte j = 0; j < 100; j++) {
				buffer.getInt();
			}
			buffer.clear();
		}
		System.out.println("direct memory rw： " + (System.currentTimeMillis() - tsStart) + " ms");

		tsStart = System.currentTimeMillis();
		for (int i = 0; i < 100000; i++) {
			for (int j = 0; j < 100; j++) {
				buffer2.putInt(j);
			}
			buffer2.flip();
			for (byte j = 0; j < 100; j++) {
				buffer2.getInt();
			}
			buffer2.clear();
		}
		System.out.println("heap memory rw： " + (System.currentTimeMillis() - tsStart) + " ms");
	}

direct memory rw： 39 ms
heap memory rw： 34 ms
direct memory rw： 23 ms
heap memory rw： 46 ms

总结

理论上直接内存的机制访问速度要快一些，但也不能武断地直接说直接内存快，另外，在内存分配操作上直接内存要慢一些。直接内存更适合在内存申请次数较少，但读写操作较频繁的场景。

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