DirectByteBuffer申请的为内核空间？

关于网上很多文章写Direclass="superseo">ctByteBuffer是直接申请了内核空间，在网络io传输的过程中不会进行用户态到内核态的拷贝。事实真实这样的么？？？

接下来我们JVM底层来解释给出答案

初始化

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));
    Bits.reserveMemory(size, cap);
    long base = 0;
    try {
        //申请用户空间匿名空间
        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;
    }
    cleaner = Cleaner.create(this, new Deallocator(base, size, cap));
    att = null;
​
​
​
}

JVM中DirectByteBuffer分配空间具体实现

unsafe.allocateMemory(int size)底层实现，public native long allocateMemory(long var1);对应unsafe.c源码

UNSAFE_ENTRY(jlong, Unsafe_AllocateMemory(JNIEnv *env, jobject unsafe, jlong size))
  UnsafeWrapper("Unsafe_AllocateMemory");
  size_t sz = (size_t)size;
  if (sz != (julong)size || size < 0) {
    THROW_0(vmSymbols::java_lang_IllegalArgumentException());
  }
  if (sz == 0) {
    return 0;
  }
  sz = round_to(sz, HeapWordSize);
  void* x = os::malloc(sz, mtInternal);
  if (x == NULL) {
    THROW_0(vmSymbols::java_lang_OutOfMemoryError());}
  //Copy::fill_to_words((HeapWord*)x, sz / HeapWordSize);`
  return addr_to_java(x);
UNSAFE_END`

os::malloc(sz, mtInternal)分配一块用户空间，非内核空间。

Nio中的SokectChannel类中的write方法

static native int write0(FileDescriptor var0, long var1, int var3) throws IOException;

sun.nio.ch.SocketDispatcher.java

jdk源码具体实现

JNIEXPORT jint JNICALL`
Java_sun_nio_ch_FileDispatcherImpl_write0(JNIEnv *env, jclass clazz,jobject fdo, jlong address, jint len)
{
    jint fd = fdval(env, fdo);
    void *buf = (void *)jlong_to_ptr(address);
​
    return convertReturnVal(env, write(fd, buf, len), JNI_FALSE);
}

write(fd, buf, len)需要进行用户态到内核态的数组拷贝。

JVM网络io的数据拷贝顺序

使用HeapByteBuffer的拷贝顺序：

HeapByteBuffer内存区域(堆内) --> 临时的DirectByteBuffer（堆外） --> 系统内核空间buffer --> 网卡

所以使用DirectByteBuffer的拷贝顺序：

临时的DirectByteBuffer（堆外） --> 系统内核空间buffer --> 网卡

结论

DirectByteBuffer申请的空间为用户空间，通过io对其数据进行读写的时候需要对数据进行拷贝。

那为什么jdk读写的时候需要申请一块额外的对外内存空间？

jvm在写数据的一定会重新申请一块在堆内存之外的直接内存，以防jvm虚拟机在系统GC时回收缓存Buffer导致数据写失败。