前言

在之前我们讲解了关于 NIO 原生的ByteBuffer和Netty封装好的ByteBuf的区别以及ByteBuf的动态扩容机制

在本篇, 我们将讲解关于ByteBuf的堆内内存, 堆外内存和复合缓冲区

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ByteBuf 的优点

• 支持池化
• 支持引用计数
• 容量可以动态扩容
• 读写采用不同索引
• 通过内置的复合缓冲区实现零拷贝
• 网络通信会涉及到字节序列的移动
• 在读写切换时不需要调用ByteBuffer的flip()方法

ByteBuf 的使用模式

• 直接内存, 也叫堆外内存, (零拷贝实现)

  • 不在JVM的堆中分配内存, 而是在JVM外通过本地方法调用分配虚拟机内存

• 堆内内存:将数据存储在JVM的堆空间中. 能够在没有使用池化技术的情况下提供高速的分配和释放, 可以通过hasArray()来判断ByteBuf是否由数组支撑, 如果不是, 则为直接缓冲区

• 复合缓冲区

  • 是一种试图, 不实际存储数据, 由 多个堆缓冲区和直接缓冲区 复合组成

ByteBuf 的池化

ByteBuf有两种分配方式

• 一种是通过ByteBufAllcator类, 它可以分配池化或者池化的ByteBUf示例

  • PooledByteBufAllocator: 池化
  • UnpooledByteBufAllocator: 未池化

• 第二种是利用Unpooled类的静态方法, 可以创建非池化的ByteBuf示例

  • buffer()返回一个未池化的基于堆内存存储的ByteBuf
  • directBuffer()返回一个未池化的基于直接内存存储的ByteBuf
  • wrappedBuffer()返回一个包装了给定数据的ByteBuf
  • copiedBuffer()返回一个复制了给定数的ByteBuf

池化最大的意义在于可以重用ByteBuf:

• 有池化可以重用池中的ByteBuf, 并且采用了与jemalloc类似的内存分配算法提高分配效率
• 没有池化, 每次都要新建ByteBuf示例, 会增加 GC 压力
• 高并发时使用池化功能能够更节约内存, 减少内存溢出的问题

开启池化功能

可以通过下述环境变量来设置

    -Dio.netty.allocator.type={ unpooled | pooled }
    复制代码

ByteBuf 的组成

从结构来讲, ByteBuf是由一串字节数组构成, 数组中每个字节都用来存放信息

在ByteBuf中有以下几个重要属性:

• capacity: 容量
• 0: 缓冲区开始位置
• readIndex: 下一个读位置
• writeIndex: 下一个写位置

根据下标位置的不同可将ByteBuf分为以下几个区域:

• 已读区域(废弃区域):[ 0, readIndex )
• 可读区域:[ readIndex, writeIndex )
• 可写区域:[ writeIndex, capacity )

图片来源于网络

扩容机制可看我之前的文章ByteBuf 和 ByteBuffer 的区别, ByteBuf 动态扩容源码分析 - 掘金 (juejin.cn)

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