堆內內存還是堆外內存？

一般情況下，Java中分配的非空對象都是由Java虛擬機的垃圾收集器管理的，也稱為堆內內存（on-heap memory）。虛擬機會定期對垃圾內存進行回收，在某些特定的時間點，它會進行一次徹底的回收（full gc）。徹底回收時，垃圾收集器會對所有分配的堆內內存進行完整的掃描，這意味著一個重要的事實——這樣一次垃圾收集對Java應用造成的影響，跟堆的大 小是成正比的。過大的堆會影響Java應用的性能。

對于這個問題，一種解決方案就是使用堆外內存（off-heap memory）。堆外內存意味著把內存對象分配在Java虛擬機的堆以外的內存，這些內存直接受操作系統管理（而不是虛擬機）。這樣做的結果就是能保持一個較小的堆，以減少垃圾收集對應用的影響。

但是Java本身也在不斷對堆內內存的實現方式做改進。兩者各有什么優缺點？Vanilla Java博客作者Peter Lawrey撰寫了一篇文章，在文中他對三種方式：用new來分配對象、對象池（object pool）和堆外內存，進行了詳細的分析。

用new來分配對象內存是最基本的一種方式，Lawery提到：

在Java 5.0之前，分配對象的代價很大，以至于大家都使用內存池。但是從5.0開始，對象分配和垃圾回收變得快多了，研發人員發現了性能的提升，紛紛簡化他們的 代碼，不再使用內存池，而直接用new來分配對象。從5.0開始，只有一些分配代價較大的對象，比如線程、套接字和數據庫鏈接，用內存池才會有明顯的性能 提升。

對于內存池，Lawery認為它主要用于兩類對象。第一類是生命周期較短，且結構簡單的對象，在內存池中重復利用這些對象能增加CPU緩存的命中率，從而提高性能。第二種情況是加載含有大量重復對象的大片數據，此時使用內存池能減少垃圾回收的時間。對此，Lawery還以StringInterner為例進行了說明。

最后Lawery分析了堆外內存，它和內存池一樣，也能縮短垃圾回收時間，但是它適用的對象和內存池完全相反。內存池往往適用于生命期較短的可變對象，而生命期中等或較長的對象，正是堆外內存要解決的。堆外內存有以下特點：

• 對于大內存有良好的伸縮性
• 對垃圾回收停頓的改善可以明顯感覺到
• 在進程間可以共享，減少虛擬機間的復制

Lawery還提到對外內存最重要的還不是它能改進性能，而是它的確定性。

當然堆外內存也有它自己的問題，最大的問題就是你的數據結構變得不那么直觀，如果數據結構比較復雜，就要對它進行串行化 （serialization），而串行化本身也會影響性能。另一個問題是由于你可以使用更大的內存，你可能開始擔心虛擬內存（即硬盤）的速度對你的影響 了。

Lawery還介紹了OpenHFT公司提供三個開源庫：Chronicle Queue、Chronicle Map和Thread Affinity，這些庫可以幫助開發人員使用堆外內存來保存數據。采用堆外內存有很多好處，同時也帶來挑戰，對堆外內存感興趣的讀者可以閱讀Lawery的原文來了解更多信息。

來自：http://www.infoq.com/cn/news/2014/12/external-memory-heap-memory