在nio以前,是没有光明正大的做法的,有一个work around的办法是直接访问Unsafe类。如果你使用Eclipse,默认是不允许访问sun.misc下面的类的,你需要稍微修改一下,给Type Access Rules里面添加一条所有类都可以访问的规则:

在使用Unsafe类的时候:

Unsafe f = Unsafe.getUnsafe();

发现还是被拒绝了,抛出异常:

java.lang.SecurityException: Unsafe

正如Unsafe的类注释中写道:

Although the class and all methods are public, use of this class is limited because only trusted code can obtain instances of it.

于是,只能使用反射来做这件事;

        Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
f.setAccessible(true);
Unsafe us = (Unsafe) f.get(null);
long id = us.allocateMemory(1024 * 1024 * 1024);

其中,allocateMemory返回一个指针,并且其中的数据是未初始化的。如果要释放这部分内存的话,需要调用freeMemory或者reallocateMemory方法。Unsafe对象提供了一系列put/get方法,例如putByte,但是只能一个一个byte地put,我不知道这样会不会影响效率,为什么不提供一个putByteArray的方法呢?

示例:

import sun.misc.Unsafe;

public class ObjectInHeap
{
private long address = 0; private Unsafe unsafe = GetUsafeInstance.getUnsafeInstance(); public ObjectInHeap()
{
address = unsafe.allocateMemory(2 * 1024 * 1024);
} // Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
public static void main(String[] args)
{
while (true)
{
ObjectInHeap heap = new ObjectInHeap();
System.out.println("memory address=" + heap.address);
}
}
}

这段代码会抛出OutOfMemoryError。这是因为ObjectInHeap对象是在堆内存中分配的,当该对象被垃圾回收的时候,并不会释放堆外内存,因为使用Unsafe获取的堆外内存,必须由程序显示的释放,JVM不会帮助我们做这件事情。由此可见,使用Unsafe是有风险的,很容易导致内存泄露。

4、正确释放Unsafe分配的堆外内存

虽然第3种情况的ObjectInHeap存在内存泄露,但是这个类的设计是合理的,它很好的封装了直接内存,这个类的调用者感受不到直接内存的存在。那怎么解决ObjectInHeap中的内存泄露问题呢?可以覆写Object.finalize(),当堆中的对象即将被垃圾回收器释放的时候,会调用该对象的finalize。由于JVM只会帮助我们管理内存资源,不会帮助我们管理数据库连接,文件句柄等资源,所以我们需要在finalize自己释放资源。

import sun.misc.Unsafe;

public class RevisedObjectInHeap
{
private long address = 0; private Unsafe unsafe = GetUsafeInstance.getUnsafeInstance(); // 让对象占用堆内存,触发[Full GC
private byte[] bytes = null; public RevisedObjectInHeap()
{
address = unsafe.allocateMemory(2 * 1024 * 1024);
bytes = new byte[1024 * 1024];
} @Override
protected void finalize() throws Throwable
{
super.finalize();
System.out.println("finalize." + bytes.length);
unsafe.freeMemory(address);
} public static void main(String[] args)
{
while (true)
{
RevisedObjectInHeap heap = new RevisedObjectInHeap();
System.out.println("memory address=" + heap.address);
}
} }

我们覆盖了finalize方法,手动释放分配的堆外内存。如果堆中的对象被回收,那么相应的也会释放占用的堆外内存。这里有一点需要注意下

// 让对象占用堆内存,触发[Full GC
private byte[] bytes = null;

这行代码主要目的是为了触发堆内存的垃圾回收行为,顺带执行对象的finalize释放堆外内存。如果没有这行代码或者是分配的字节数组比较小,程序运行一段时间后还是会报OutOfMemoryError。这是因为每当创建1个RevisedObjectInHeap对象的时候,占用的堆内存很小(就几十个字节左右),但是却需要占用2M的堆外内存。这样堆内存还很充足(这种情况下不会执行堆内存的垃圾回收),但是堆外内存已经不足,所以就不会报OutOfMemoryError。

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