PageCache 调优和 Direct IO
有以下三种情况，PageCache 无法起作用。
- 使用 FIleChannel 读写时，底层可能走 Direct IO，不走页缓存。
- 在内存有限或者不够用的时候，频繁换页，导致缓存命中率低。
- 大量随机读的场景，导致页缓存的数据无法命中。
有一种解决思路是：通过使用 Direct IO 来模拟实现 PageCahce 的效果。
新的思路是：可以绕过操作系统，直接使用通过自定义 Cache + Direct IO 来实现更细致、自定义的管理内存、命中和换页等操作，从而针对我们的业务场景来优化缓存策略，从而实现比 PageCache 更好的效果。
Direct IO 可以通过 JNA/JNI 调用 Native 方法实来实现。GitHub 上有封装好了 Java JNA 库，实现了 Java 的 Direct IO，直接就可以使用。有兴趣的话，你可以去研究一下这个 GitHub 项目：github.com/smacke/jayd...
FileChannel 和 mmap
java.nio 包中的 FileChannel 属于 NIO 的一种；mmap 是调用 FileChannel.map() 实例出来的一种特殊读写文件的方式，被称为内存映射。
FileChannel 大多数时候是和 ByteBuffer 打交道的，你可以将 ByteBuffer 理解为一个 byte[] 的封装类。ByteBuffer 是在应用内存中的，它和硬盘之间还隔着一层 PageCache。
FileChannel 写的时候经历了应用内存 -> PageCache -> 磁盘三个步骤。
mmap 是一个把文件映射到内存的操作，因此可以像读写内存一样读写文件。它省去了用户空间到内核空间的数据复制过程，从而提高了读写性能。
mmap 在内存充足、数据文件较小且相对固定的场景下，性能比 FileChannel 高。但它有这样几个缺点：
- 使用时必须先指定好内存映射的大小，并且一次 Map 的大小限制在 1.5G 左右。
- 是由操作系统来刷盘的，手动刷盘时间不好掌握。
- 回收非常复杂，需要手动释放，并且代码和实现很复杂。
直接内存（堆外）和堆内内存
堆内内存就是指 JVM 堆内部的内存空间，堆外就是指除了 JVM 堆以外的内存空间。
关于堆内内存和堆外内存的选择，有下面五点建议：
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当需要申请大块的内存时，堆内内存会受到限制，可以尝试分配堆外内存。
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堆外内存适用于生命周期中等或较长的对象。
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堆内内存刷盘的过程中，还需要复制一份到堆外内存，多了一步，会降低性能。
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创建堆外内存的消耗要大于创建堆内内存的消耗，所以当分配了堆外内存之后，要尽可能复用它。
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可以使用池化 + 堆外内存的组合方式。比如代码中如果需要频繁 new byte[]，就可以研究一下 ThreadLocal<ByteBuffer> 和 ThreadLocal<byte[]> 的使用机制。
此文章为11月Day18学习笔记，内容来源于极客时间《深入拆解消息队列 47 讲》