Java?DirectByteBuffer堆外內(nèi)存回收詳解
PhantomReference虛引用
在分析堆外內(nèi)存回收之前,先了解下PhantomReference
虛引用。
PhantomReference
需要與ReferenceQueue
引用隊(duì)列結(jié)合使用,在GC進(jìn)行垃圾回收的時(shí)候,如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)對(duì)象只有虛引用在引用它,則認(rèn)為該對(duì)象需要被回收,會(huì)將引用該對(duì)象的虛引用加入到與其關(guān)聯(lián)的ReferenceQueue
隊(duì)列中,開發(fā)者可以通過ReferenceQueue
獲取需要被回收的對(duì)象,然后做一些清理操作,從隊(duì)列中獲取過的元素會(huì)從隊(duì)列中清除,之后GC就可以對(duì)該對(duì)象進(jìn)行回收。
虛引用提供了一種追蹤對(duì)象垃圾回收狀態(tài)的機(jī)制,讓開發(fā)者知道哪些對(duì)象準(zhǔn)備進(jìn)行回收,在回收之前開發(fā)者可以進(jìn)行一些清理工作,之后GC就可以將對(duì)象進(jìn)行真正的回收。
來看一個(gè)虛引用的使用例子:
- 創(chuàng)建一個(gè)
ReferenceQueue
隊(duì)列queue,用于跟蹤對(duì)象的回收; - 創(chuàng)建一個(gè)obj對(duì)象,通過new創(chuàng)建的是強(qiáng)引用,只要強(qiáng)引用存在,對(duì)象就不會(huì)被回收;
- 創(chuàng)建一個(gè)虛引用
PhantomReference
,將obj對(duì)象和ReferenceQueue
隊(duì)列傳入,此時(shí)phantomReference里面引用了obj對(duì)象,并關(guān)聯(lián)著引用隊(duì)列queue; - 同樣的方式創(chuàng)建另一個(gè)obj1對(duì)象和虛引用對(duì)象phantomReference1;
- 將obj置為NULL,此時(shí)強(qiáng)引用關(guān)系失效;
- 調(diào)用
System.gc()
進(jìn)行垃圾回收; - 由于obj的強(qiáng)引用關(guān)系失效,所以GC認(rèn)為該對(duì)象需要被回收,會(huì)將引用該對(duì)象的虛引用phantomReference對(duì)象放入到與其關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列queue中;
- 通過
poll
從引用隊(duì)列queue中獲取對(duì)象,可以發(fā)現(xiàn)會(huì)獲取到phantomReference對(duì)象,poll
獲取之后會(huì)將對(duì)象從引用隊(duì)列中刪除,之后會(huì)被垃圾回收器回收; - obj1的強(qiáng)引用關(guān)系還在,所以從queue中并不會(huì)獲取到;
public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建引用隊(duì)列 ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<Object>(); // 創(chuàng)建obj對(duì)象 Object obj = new Object(); // 創(chuàng)建虛引用,虛引用引用了obj對(duì)象,并與queue進(jìn)行關(guān)聯(lián) PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<Object>(obj, queue); // 創(chuàng)建obj1對(duì)象 Object obj1 = new Object(); PhantomReference<Object> phantomReference1 = new PhantomReference<Object>(obj1, queue); // 將obj置為NULL,強(qiáng)引用關(guān)系失效 obj = null; // 垃圾回收 System.gc(); // 從引用隊(duì)列獲取對(duì)象 Object o = queue.poll(); if (null != o) { System.out.println(o.toString()); } }
輸出結(jié)果:
java.lang.ref.PhantomReference@277c0f21
Reference實(shí)例的幾種狀態(tài)
Active:初始狀態(tài),創(chuàng)建一個(gè)Reference類型的實(shí)例之后處于Active狀態(tài),以上面虛引用為例,通過new創(chuàng)建一個(gè)PhantomReference
虛引用對(duì)象之后,虛引用對(duì)象就處于Active狀態(tài)。
Pending:當(dāng)GC檢測(cè)到對(duì)象的可達(dá)性發(fā)生變化時(shí),會(huì)根據(jù)是否關(guān)聯(lián)了引用隊(duì)列來決定是否將狀態(tài)更改為Pending或者Inactive,虛引用必須與引用隊(duì)列結(jié)合使用,所以對(duì)于虛引用來說,如果它實(shí)際引用的對(duì)象需要被回收,垃圾回收器會(huì)將這個(gè)虛引用對(duì)象加入到一個(gè)Pending列表中,此時(shí)處于Pending狀態(tài)。
同樣以上面的的虛引用為例,因?yàn)閛bj的強(qiáng)引用關(guān)系失效,GC就會(huì)把引用它的虛引用對(duì)象放入到pending列表中。
Enqueued:表示引用對(duì)象被加入到了引用隊(duì)列,Reference有一個(gè)后臺(tái)線程去檢測(cè)是否有處于Pending狀態(tài)的引用對(duì)象,如果有會(huì)將引用對(duì)象加入到與其關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中,此時(shí)由Pending轉(zhuǎn)為Enqueued狀態(tài)表示對(duì)象已加入到引用隊(duì)列中。
Inactive:通過引用隊(duì)列的poll
方法可以從引用隊(duì)列中獲取引用對(duì)象,同時(shí)引用對(duì)象會(huì)從隊(duì)列中移除,此時(shí)引用對(duì)象處于Inactive狀態(tài),之后會(huì)被GC回收。
DirectByteBuffer堆外內(nèi)存回收
在DirectByteBuffer
的構(gòu)造函數(shù)中,在申請(qǐng)內(nèi)存之前,先調(diào)用了Bits
的reserveMemory
方法回收內(nèi)存,申請(qǐng)內(nèi)存之后,調(diào)用Cleaner
的create
方法創(chuàng)建了一個(gè)Cleaner
對(duì)象,并傳入了當(dāng)前對(duì)象(DirectByteBuffer)和一個(gè)Deallocator
類型的對(duì)象:
class DirectByteBuffer extends MappedByteBuffer implements DirectBuffer { private final Cleaner cleaner; DirectByteBuffer(int cap) { // package-private super(-1, 0, cap, cap); boolean pa = VM.isDirectMemoryPageAligned(); int ps = Bits.pageSize(); long size = Math.max(1L, (long)cap + (pa ? ps : 0)); // 清理內(nèi)存 Bits.reserveMemory(size, cap); long base = 0; try { // 分配內(nèi)存 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; } // 創(chuàng)建Cleader,傳入了當(dāng)前對(duì)象和Deallocator cleaner = Cleaner.create(this, new Deallocator(base, size, cap)); att = null; } }
Cleaner
從名字上可以看出與清理有關(guān),Bits
的reserveMemory
方法底層也是通過Cleaner
來進(jìn)行清理,所以Cleaner是重點(diǎn)關(guān)注的類。
Deallocator
是DirectByteBuffer
的一個(gè)內(nèi)部類,并且實(shí)現(xiàn)了Runnable接口,在run方法中可以看到對(duì)內(nèi)存進(jìn)行了釋放,接下來就去看下在哪里觸發(fā)Deallocator
任務(wù)的執(zhí)行:
class DirectByteBuffer extends MappedByteBuffer implements DirectBuffer { private static class Deallocator implements Runnable { // ... private Deallocator(long address, long size, int capacity) { assert (address != 0); this.address = address; // 設(shè)置內(nèi)存地址 this.size = size; this.capacity = capacity; } public void run() { if (address == 0) { // Paranoia return; } // 釋放內(nèi)存 unsafe.freeMemory(address); address = 0; Bits.unreserveMemory(size, capacity); } } }
Cleaner
Cleaner
繼承了PhantomReference
,PhantomReference
是Reference
的子類,所以Cleaner
是一個(gè)虛引用對(duì)象。
創(chuàng)建Cleaner
虛引用需要與引用隊(duì)列結(jié)合使用,所以在Cleaner中可以看到有一個(gè)ReferenceQueue
,它是一個(gè)靜態(tài)的變量,所以創(chuàng)建的所有Cleaner對(duì)象都會(huì)共同使用這個(gè)引用隊(duì)列。
在創(chuàng)建Cleaner的create
方法中,處理邏輯如下:
- 通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)Cleaner對(duì)象,構(gòu)造函數(shù)中的referent參數(shù)為
DirectByteBuffer
,thunk參數(shù)為Deallocator
對(duì)象,在構(gòu)造函數(shù)中又調(diào)用了父類的構(gòu)造函數(shù)完成實(shí)例化; - 調(diào)用add方法將創(chuàng)建的Cleaner對(duì)象加入到鏈表中,添加到鏈表的時(shí)候使用的是頭插法,新加入的節(jié)點(diǎn)放在鏈表的頭部,first成員變量是一個(gè)靜態(tài)變量,它指向鏈表的頭結(jié)點(diǎn),創(chuàng)建的Cleaner都會(huì)加入到這個(gè)鏈表中;
創(chuàng)建后的Cleaner對(duì)象處于Active狀態(tài)。
public class Cleaner extends PhantomReference<Object>{ // ReferenceQueue隊(duì)列 private static final ReferenceQueue<Object> dummyQueue = new ReferenceQueue<>(); // 靜態(tài)變量,鏈表的頭結(jié)點(diǎn),創(chuàng)建的Cleaner都會(huì)加入到這個(gè)鏈表中 static private Cleaner first = null; // thunk private final Runnable thunk; public static Cleaner create(Object ob, Runnable thunk) { if (thunk == null) return null; // 創(chuàng)建一個(gè)Cleaner并加入鏈表 return add(new Cleaner(ob, thunk)); } private Cleaner(Object referent, Runnable thunk) { super(referent, dummyQueue); // 調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù),傳入引用對(duì)象和引用隊(duì)列 this.thunk = thunk; // thunk指向傳入的Deallocator } private static synchronized Cleaner add(Cleaner cl) { // 如果頭結(jié)點(diǎn)不為空 if (first != null) { // 將新加入的節(jié)點(diǎn)作為頭結(jié)點(diǎn) cl.next = first; first.prev = cl; } first = cl; return cl; } }
Cleaner調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù)時(shí),最終會(huì)進(jìn)入到父類Reference
中的構(gòu)造函數(shù)中:
referent:指向?qū)嶋H的引用對(duì)象,上面創(chuàng)建的是DirectByteBuffer
,所以這里指向的是DirectByteBuffer
。
queue:引用隊(duì)列,指向Cleaner
中的引用隊(duì)列dummyQueue
。
public class PhantomReference<T> extends Reference<T> { // ... public PhantomReference(T referent, ReferenceQueue<? super T> q) { super(referent, q); // 調(diào)用父類構(gòu)造函數(shù) } } public abstract class Reference<T> { /* 引用對(duì)象 */ private T referent; // 引用隊(duì)列 volatile ReferenceQueue<? super T> queue; Reference(T referent, ReferenceQueue<? super T> queue) { this.referent = referent; // 設(shè)置引用隊(duì)列 this.queue = (queue == null) ? ReferenceQueue.NULL : queue; } }
啟動(dòng)ReferenceHandler線程
Reference
中有一個(gè)靜態(tài)方法,里面創(chuàng)建了一個(gè)ReferenceHandler
并設(shè)置為守護(hù)線程,然后啟動(dòng)了該線程,并創(chuàng)建了JavaLangRefAccess
對(duì)象設(shè)置到SharedSecrets
中:
public abstract class Reference<T> { static { ThreadGroup tg = Thread.currentThread().getThreadGroup(); for (ThreadGroup tgn = tg; tgn != null; tg = tgn, tgn = tg.getParent()); // 創(chuàng)建ReferenceHandler Thread handler = new ReferenceHandler(tg, "Reference Handler"); // 設(shè)置優(yōu)先級(jí)為最高 handler.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); handler.setDaemon(true); handler.start(); // 這里設(shè)置了JavaLangRefAccess SharedSecrets.setJavaLangRefAccess(new JavaLangRefAccess() { @Override public boolean tryHandlePendingReference() { // 調(diào)用了tryHandlePending return tryHandlePending(false); } }); } }
ReferenceHandler
是Reference
的內(nèi)部類,繼承了Thread
,在run方法中開啟了一個(gè)循環(huán),不斷的執(zhí)行tryHandlePending
方法,處理Reference中
的pending
列表:
public abstract class Reference<T> { private static class ReferenceHandler extends Thread { // ... ReferenceHandler(ThreadGroup g, String name) { super(g, name); } public void run() { while (true) { // 處理pending列表 tryHandlePending(true); } } } }
Cleaner會(huì)啟動(dòng)一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的守護(hù)線程,不斷調(diào)用tryHandlePending來檢測(cè)是否有需要回收的引用對(duì)象(還未進(jìn)行真正的回收),然后進(jìn)行處理。
處理pending列表
垃圾回收器會(huì)將要回收的引用對(duì)象放在Reference
的pending
變量中,從數(shù)據(jù)類型上可以看出pending
只是一個(gè)Reference
類型的對(duì)象,并不是一個(gè)list,如果有多個(gè)需要回收的對(duì)象,如何將它們?nèi)糠湃?code>pending對(duì)象中?
可以把pengding看做是一個(gè)鏈表的頭結(jié)點(diǎn),假如有引用對(duì)象被判定需要回收,如果pengding為空直接放入即可,如果不為空,將使用頭插法將新的對(duì)象加入到鏈表中,也就是將新對(duì)象的discovered指向pending對(duì)象,然后將pending指向當(dāng)前要回收的這個(gè)對(duì)象,這樣就形成了一個(gè)鏈表,pending指向鏈表的頭結(jié)點(diǎn)。
在pending鏈表中的引用對(duì)象處于pending狀態(tài)。
接下來看tryHandlePending
方法的處理邏輯:
如果pending不為空,表示有需要回收的對(duì)象,此時(shí)將pengding指向的對(duì)象放在臨時(shí)變量r
中,并判斷是否是Cleaner類型,如果是將其強(qiáng)制轉(zhuǎn)為Cleaner
,記錄在臨時(shí)變量c
中,接著更新pending的值為r的discovered,因?yàn)閐iscovered中記錄了下一個(gè)需要被回收的對(duì)象,pengding需要指向下一個(gè)需要被回收的對(duì)象;
pending如果為NULL,會(huì)進(jìn)入到else的處理邏輯,返回值為參數(shù)傳入的waitForNotify的值。
判斷Cleaner
對(duì)象是否為空,如果不為空,調(diào)用Cleaner的clean方法進(jìn)行清理;
獲取引用對(duì)象關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列,然后調(diào)用enqueue
方法將引用對(duì)象加入到引用隊(duì)列中;
返回true;
public abstract class Reference<T> { // 指向pending列表中的下一個(gè)節(jié)點(diǎn) transient private Reference<T> discovered; // 靜態(tài)變量pending列表,可以看做是一個(gè)鏈表,pending指向鏈表的頭結(jié)點(diǎn) private static Reference<Object> pending = null; static boolean tryHandlePending(boolean waitForNotify) { Reference<Object> r; Cleaner c; try { synchronized (lock) { // 如果pending不為空 if (pending != null) { // 獲取pending執(zhí)行的對(duì)象 r = pending; // 如果是Cleaner類型 c = r instanceof Cleaner ? (Cleaner) r : null; // 將pending指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn) pending = r.discovered; // 將discovered置為空 r.discovered = null; } else { // 等待 if (waitForNotify) { lock.wait(); } return waitForNotify; } } } catch (OutOfMemoryError x) { Thread.yield(); // retry return true; } catch (InterruptedException x) { // retry return true; } if (c != null) { // 調(diào)用clean方法進(jìn)行清理 c.clean(); return true; } // 獲取引用隊(duì)列 ReferenceQueue<? super Object> q = r.queue; // 如果隊(duì)列不為空,將對(duì)象加入到引用隊(duì)列中 if (q != ReferenceQueue.NULL) q.enqueue(r); // 返回true return true; } }
釋放內(nèi)存
在Cleaner
的clean方法中,可以看到,調(diào)用了thunk的run方法,前面內(nèi)容可知,thunk指向的是Deallocator對(duì)象,所以會(huì)執(zhí)行Deallocator的run方法,Deallocator的run方法前面也已經(jīng)看過,里面會(huì)對(duì)DirectByteBuffer的堆外內(nèi)存進(jìn)行釋放:
public class Cleaner extends PhantomReference<Object> { public void clean() { if (!remove(this)) return; try { // 調(diào)用run方法 thunk.run(); } catch (final Throwable x) { AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() { public Void run() { if (System.err != null) new Error("Cleaner terminated abnormally", x) .printStackTrace(); System.exit(1); return null; }}); } } }
總結(jié)
Cleaner是一個(gè)虛引用,它實(shí)際引用的對(duì)象DirectByteBuffer如果被GC判定為需要回收,會(huì)將引用該對(duì)象的Cleaner加入到pending列表,ReferenceHandler線程會(huì)不斷檢測(cè)pending是否為空,如果不為空,就對(duì)其進(jìn)行處理:
- 如果對(duì)象類型為Cleaner,就調(diào)用Cleaner的clean方法進(jìn)行清理,Cleaner的clean方法又會(huì)調(diào)用Deallocator的run方法,里面調(diào)用了freeMemory方法對(duì)DirectByteBuffer分配的堆外內(nèi)存進(jìn)行釋放;
- 將Cleaner對(duì)象加入到與其關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中;
引用隊(duì)列
ReferenceQueue
名字聽起來是一個(gè)隊(duì)列,實(shí)際使用了一個(gè)鏈表,使用頭插法將加入的節(jié)點(diǎn)串起來,ReferenceQueue
中的head
變量指向鏈表的頭節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)Reference類型的對(duì)象:
public class ReferenceQueue<T> { // head為鏈表頭節(jié)點(diǎn) private volatile Reference<? extends T> head = null; }
Reference
中除了discovered變量之外,還有一個(gè)next變量,discovered指向的是處于pending狀態(tài)時(shí)pending列表中的下一個(gè)元素,next變量指向的是處于Enqueued狀態(tài)時(shí),引用隊(duì)列中的下一個(gè)元素:
public abstract class Reference<T> { /* When active: 處于active狀態(tài)時(shí)為NULL * pending: this * Enqueued: Enqueued狀態(tài)時(shí),指向引用隊(duì)列中的下一個(gè)元素 * Inactive: this */ @SuppressWarnings("rawtypes") Reference next; /* When active: active狀態(tài)時(shí),指向GC維護(hù)的一個(gè)discovered鏈表中的下一個(gè)元素 * pending: pending狀態(tài)時(shí),指向pending列表中的下一個(gè)元素 * otherwise: 其他情況為NULL */ transient private Reference<T> discovered; /* used by VM */ }
enqueue入隊(duì)
進(jìn)入引用隊(duì)列中的引用對(duì)象處于enqueue狀態(tài)。
enqueue
的處理邏輯如下:
- 判斷要加入的對(duì)象關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列,對(duì)隊(duì)列進(jìn)行判斷,如果隊(duì)列為空或者隊(duì)列等于
ReferenceQueue
中的空隊(duì)列ENQUEUED
,表示該對(duì)象之前已經(jīng)加入過隊(duì)列,不能重復(fù)操作,返回false,如果未加入過繼續(xù)下一步; - 將對(duì)象所關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列置為
ENQUEUED
,它是一個(gè)空隊(duì)列,表示節(jié)點(diǎn)已經(jīng)加入到隊(duì)列中; - 判斷頭節(jié)點(diǎn)是否為空,如果為空,表示鏈表還沒有節(jié)點(diǎn),將當(dāng)前對(duì)象的next指向自己,如果頭結(jié)點(diǎn)不為空,將當(dāng)前對(duì)象的next指向頭結(jié)點(diǎn),然后更新頭結(jié)點(diǎn)的值為當(dāng)前對(duì)象(頭插法插入鏈表);
- 增加隊(duì)列的長(zhǎng)度,也就是鏈表的長(zhǎng)度;
public class ReferenceQueue<T> { // 空隊(duì)列 static ReferenceQueue<Object> ENQUEUED = new Null<>(); // 入隊(duì),將節(jié)點(diǎn)加入引用隊(duì)列,隊(duì)列實(shí)際上是一個(gè)鏈表 boolean enqueue(Reference<? extends T> r) { synchronized (lock) { // 獲取關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列 ReferenceQueue<?> queue = r.queue; // 如果為空或者已經(jīng)添加到過隊(duì)列 if ((queue == NULL) || (queue == ENQUEUED)) { return false; } assert queue == this; // 將引用隊(duì)列置為一個(gè)空隊(duì)列,表示該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)入隊(duì) r.queue = ENQUEUED; // 如果頭結(jié)點(diǎn)為空將下一個(gè)節(jié)點(diǎn)置為自己,否則將next置為鏈表的頭結(jié)點(diǎn),可以看出同樣使用的是頭插法將節(jié)點(diǎn)插入鏈表 r.next = (head == null) ? r : head; // 更新頭結(jié)點(diǎn)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn) head = r; // 增加長(zhǎng)度 queueLength++; if (r instanceof FinalReference) { sun.misc.VM.addFinalRefCount(1); } lock.notifyAll(); return true; } } }
poll出隊(duì)
在調(diào)用poll
方法從引用隊(duì)列中獲取一個(gè)元素并出隊(duì)的時(shí)候,首先對(duì)head頭結(jié)點(diǎn)進(jìn)行判空,如果為空表示引用隊(duì)列中沒有數(shù)據(jù),返回NULL,否則調(diào)用reallyPoll
從引用隊(duì)列中獲取元素。
出隊(duì)的處理邏輯如下:
- 獲取鏈表中的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)也就是頭結(jié)點(diǎn),如果不為空進(jìn)行下一步;
- 如果頭節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是自己,表示鏈表只有一個(gè)節(jié)點(diǎn),頭結(jié)點(diǎn)出隊(duì)之后鏈表為空,所以將頭結(jié)點(diǎn)的值更新為NULL;
- 如果頭節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)不是自己,表示鏈表中還有其他節(jié)點(diǎn),更新head頭節(jié)點(diǎn)的值為下一個(gè)節(jié)點(diǎn),也就是next指向的對(duì)象;
- 將需要出隊(duì)的節(jié)點(diǎn)的引用隊(duì)列置為NULL,next節(jié)點(diǎn)置為自己,表示節(jié)點(diǎn)已從隊(duì)列中刪除;
- 引用隊(duì)列的長(zhǎng)度減一;
- 返回要出隊(duì)的節(jié)點(diǎn);
從出隊(duì)的邏輯中可以看出,引用隊(duì)列中的對(duì)象是后進(jìn)先出的,poll出隊(duì)之后的引用對(duì)象處于Inactive狀態(tài),表示可以被GC回收掉。
public class ReferenceQueue<T> { /** * 從引用隊(duì)列中獲取一個(gè)節(jié)點(diǎn),進(jìn)行出隊(duì)操作 */ public Reference<? extends T> poll() { // 如果頭結(jié)點(diǎn)為空,表示沒有數(shù)據(jù) if (head == null) return null; synchronized (lock) { return reallyPoll(); } } @SuppressWarnings("unchecked") private Reference<? extends T> reallyPoll() { 、 /* Must hold lock */ // 獲取頭結(jié)點(diǎn) Reference<? extends T> r = head; if (r != null) { // 如果頭結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是自己,表示鏈表只有一個(gè)節(jié)點(diǎn),head置為null,否則head值為r的下一個(gè)節(jié)點(diǎn),也就是next指向的對(duì)象 head = (r.next == r) ? null : r.next; // 將引用隊(duì)列置為NULL r.queue = NULL; // 下一個(gè)節(jié)點(diǎn)置為自己 r.next = r; // 長(zhǎng)度減一 queueLength--; if (r instanceof FinalReference) { sun.misc.VM.addFinalRefCount(-1); } // 返回鏈表中的第一個(gè)節(jié)點(diǎn) return r; } return null; } }
reserveMemory內(nèi)存清理
最開始在DirectByteBuffer的構(gòu)造函數(shù)中看到申請(qǐng)內(nèi)存之前會(huì)調(diào)用Bits的reserveMemory
方法,如果沒有足夠的內(nèi)存,它會(huì)從SharedSecrets
獲取JavaLangRefAccess
對(duì)象進(jìn)行一些處理,由前面的內(nèi)容可知,Reference
中的靜態(tài)方法啟動(dòng)ReferenceHandler
之后,創(chuàng)建了JavaLangRefAccess
并設(shè)置到SharedSecrets
中,所以這里調(diào)用JavaLangRefAccess
的tryHandlePendingReference
實(shí)際上依舊調(diào)用的是Reference
中的tryHandlePending
方法。
在調(diào)用Reference
中的tryHandlePending
方法處理需要回收的對(duì)象之后,調(diào)用tryReserveMemory
方法判斷是否有足夠的內(nèi)存,如果內(nèi)存依舊不夠,會(huì)調(diào)用` System.gc()觸發(fā)垃圾回收,然后開啟一個(gè)循環(huán),處理邏輯如下:
1.判斷內(nèi)存是否充足,如果充足直接返回;
2.判斷睡眠次數(shù)是否小于限定的最大值,如果小于繼續(xù)下一步,否則終止循環(huán);
3.調(diào)用tryHandlePendingReference處理penging列表中的引用對(duì)象,前面在處理pending列表的邏輯中可以知道,如果pending列表不為空,會(huì)返回true,tryHandlePendingReference也會(huì)返回true,此時(shí)意味著清理了一部分對(duì)象,所以重新進(jìn)入到第1步進(jìn)行檢查;
如果pending列表為空,會(huì)返回參數(shù)中傳入的waitForNotify的值,從JavaLangRefAccess的tryHandlePendingReference中可以看出這里傳入的是false,所以會(huì)進(jìn)行如下處理:
- 通過
Thread.sleep(sleepTime)
讓當(dāng)前線程睡眠一段時(shí)間,這樣可以避免reserveMemory方法一直在占用資源; - 對(duì)睡眠次數(shù)加1;
4.如果以上步驟處理之后還沒有足夠的空間會(huì)拋出拋出OutOfMemoryError異常;
reserveMemory方法的作用是保證在申請(qǐng)內(nèi)存之前有足夠的內(nèi)存,如果沒有足夠的內(nèi)存會(huì)進(jìn)行清理,達(dá)到指定清理次數(shù)之后依舊沒有足夠的內(nèi)存空間,將拋出OutOfMemoryError異常。
class Bits { static void reserveMemory(long size, int cap) { if (!memoryLimitSet && VM.isBooted()) { maxMemory = VM.maxDirectMemory(); memoryLimitSet = true; } // 是否有足夠內(nèi)存 if (tryReserveMemory(size, cap)) { return; } // 獲取JavaLangRefAccess final JavaLangRefAccess jlra = SharedSecrets.getJavaLangRefAccess(); // 調(diào)用tryHandlePendingReference while (jlra.tryHandlePendingReference()) { // 判斷是否有足夠的內(nèi)存 if (tryReserveMemory(size, cap)) { return; } } // 調(diào)用gc進(jìn)行垃圾回收 System.gc(); boolean interrupted = false; try { long sleepTime = 1; int sleeps = 0; // 開啟循環(huán) while (true) { // 是否有足夠內(nèi)存 if (tryReserveMemory(size, cap)) { return; } // 如果次數(shù)小于最大限定次數(shù),終止 if (sleeps >= MAX_SLEEPS) { break; } // 再次處理penging列表中的對(duì)象 if (!jlra.tryHandlePendingReference()) { try { // 睡眠一段時(shí)間 Thread.sleep(sleepTime); sleepTime <<= 1; sleeps++; // 睡眠次數(shù)增加1 } catch (InterruptedException e) { interrupted = true; } } } // 拋出OutOfMemoryError異常 throw new OutOfMemoryError("Direct buffer memory"); } finally { if (interrupted) { // don't swallow interrupts Thread.currentThread().interrupt(); } } } } public abstract class Reference<T> { static { // ... // 這里設(shè)置了JavaLangRefAccess SharedSecrets.setJavaLangRefAccess(new JavaLangRefAccess() { @Override public boolean tryHandlePendingReference() { // 調(diào)用tryHandlePending,這里waitForNotify參數(shù)傳入的是false return tryHandlePending(false); } }); } }
以上就是Java DirectByteBuffer堆外內(nèi)存回收詳解的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java DirectByteBuffer堆外內(nèi)存回收的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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