NIO ByteBuffer的allocate与allocateDirect区别（HeapByteBuffer与DirectByteBuffer的区别）

最新推荐文章于 2025-05-14 19:51:25 发布

limeOracle

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分类专栏： NIO

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本文深入探讨了Java中HeapByteBuffer与DirectByteBuffer的区别，包括它们的内存分配方式、创建与读写性能，以及适用场景。HeapByteBuffer创建速度快但读写效率低，适用于一次性使用的场景；而DirectByteBuffer创建速度慢但读写效率高，尤其适合频繁的本地IO操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

其中allocateDirect分配的字节缓冲区用中文叫做直接缓冲区（DirectByteBuffer），用allocate分配的ByteBuffer叫做堆字节缓冲区(HeapByteBuffer)..

其实根据类名就可以看出，HeapByteBuffer所创建的字节缓冲区就是在jvm堆中的，即内部所维护的java字节数组。而DirectByteBuffer是直接操作操作系统本地代码创建的内存缓冲数组（c、c++的数组）。

由于DirectByteBuffer操作的缓冲区是通过操作系统本地代码创建的，对于java来说创建和销毁DirectByteBuffer更消耗性能。而HeapByteBuffer内部是直接创建的java数组，对于java来说更快。可以根据下面的测试代码测试：

public static void directAndHeapSpeedCompare(){
            int length=1000000;
            directExecuteTime(length);
            heapExecuteTime(length);
        }
        private static void directExecuteTime(int length){
            long startTime=System.currentTimeMillis();
            ByteBuffer[] byteBufferArray = new ByteBuffer[length];
            for (int i = 0; i <length ; i++) {
                byteBufferArray[i]=ByteBuffer.allocateDirect(1024);
            }
            long endTime=System.currentTimeMillis();
            System.out.println("创建"+length+"个DirectByteBuffer所消耗的时间："+(endTime-startTime));
        }
        private static void heapExecuteTime(int length){
            long startTime=System.currentTimeMillis();
            ByteBuffer[] byteBufferArray = new ByteBuffer[length];
            for (int i = 0; i <length ; i++) {
                byteBufferArray[i]=ByteBuffer.allocate(1024);
            }
            long endTime=System.currentTimeMillis();
            System.out.println("创建"+length+"个HeapByteBuffer所消耗的时间："+(endTime-startTime));
        }

我的测试结果是：

创建1000000个DirectByteBuffer所消耗的时间：1443
创建1000000个HeapByteBuffer所消耗的时间：925

那么为什么创建DirectByteBuffer比HeapByteBuffer性能差却还使用DirectByteBuffer呢？

答：创建DirectByteBuffer的确不如HeapByteBuffer快，但是本地IO（从操作系统本地获取数据，比如文件、socket网络数据）修改数据DirectByteBuffer是更快的。因为：

HeapByteBuffer的缓冲区是java中的java数组，使用HeapByteBuffer读取一个文件，操作系统会先把文件读取到操作系统管理的内存中，然后在把操作系统管理的这块内存的数据复制到jvm管理的内存（即HeapByteBuffer管理的java字节数组）中，然后HeapByteBuffer对java字节数组进行操作。。

而DirectByteBuffer（1）先在操作系统内核所管理的内存缓冲区中（文件系统页）开辟一块内存空间（作为缓冲区），文件数据可以直接从操作系统复制到该缓冲区中（2）用户写入和读取数据就可以直接操作这块缓冲区。。。。比使用HeapByteBuffer少了一个步骤，效率自然提升了。

什么情况下使用DirectByteBuffer（ByteBuffer.allocateDirect(int)）?

1、频繁的native IO，即缓冲区中转从操作系统获取的文件数据、或者使用缓冲区中转网络数据等

2、不需要经常创建和销毁DirectByteBuffer对象

3、经常复用DirectByteBuffer对象，即经常写入数据到DirectByteBuffer中，然后flip，再读取出来，最后clear。。反复使用该DirectByteBuffer对象。

而且，DirectByteBuffer不会占用堆内存。。也就是不会受到堆大小限制，只在DirectByteBuffer对象被回收后才会释放该缓冲区。

什么情况下使用HeapByteBuffer（ByteBuffer.allocate(int)）?

1、同一个HeapByteBuffer对象很少被复用，并且该对象经常是用一次就不用了，此时可以使用HeapByteBuffer，因为创建HeapByteBuffer开销比DirectByteBuffer低。（但是！！创建所消耗时间差距只是一倍以下的差距，一般一次只会创建一个DirectByteBuffer对象反复使用，而不会创建几百个DirectByteBuffer，所以在创建一个对象的情况下，HeapByteBuffer并没有什么优势，所以，开发中要使用ByteBuffer时，直接用DirectByteBuffer就行了）

总结：

HeapByteBuffer和DirectByteBuffer

1、HeapByteBuffer就是创建效率高，读取和写入的效率低。

2、DirectByteBuffer是创建效率低，读取和写入的效率高。