最近经常有人问我在Java中使用堆外（off heap）内存的好处与用途何在。我想其他面临几样选择的人应该也会对这个答案感兴趣吧。
堆外内存其实并无特别之处。线程栈，应用程序代码，NIO缓存用的都是堆外内存。事实上在C或者C++中，你只能使用未托管内存，因为它们默认是没有托管堆（managed heap）的。在Java中使用托管内存或者“堆”内存是这门语言的一个特性。注意：Java并非唯一这么做的语言。
new Object() vs 对象池 vs 堆外内存
new Object()
在Java 5.0以前，对象池一度非常流行。那个时候创建对象的开销是非常昂贵的。然而，从Java 5.0以后，对象创建及垃圾回收已经变得非常廉价了，开发人员发现性能得到了提升后，便简化了代码，废弃了对象池，需要的时候就去创建新的对象就好了。在Java 5.0以前，几乎所有对象，包括对象池本身，都通过对象池来提升性能，而在5.0以后，只有那些特别昂贵的对象才有必要池化了，比方说线程，Socket，以及数据库连接。
对象池
在低时延领域它仍是有一定的用武之处的，由于可变对象的循环使用减轻了CPU缓存的压力，进而使得性能得到了提升。这些对象的生命周期和结构都必须尽可能简单，但这么做之后你会发现系统性能及抖动都会得到大幅度的改善。
还有一个领域也比较适合使用对象池，譬如需要加载海量数据且其中包含许多冗余对象时。使用对象池能显著减少内存的使用量以及需要GC的对象数，进而换来更短的GC时间以及更高的吞吐量。
这类对象池通常都会设计得比较轻量级，而非简单地使用一个同步的HashMap，因此它们仍是有存在的价值的。
拿StringInterner类来作一个例子。你可以将一个包含你想要的文本的可重复使用的可变StringBuilder作为参数传给它，它会返回你一个匹配的字符串。直接传递String对象的效率会很低，因为你已经把这个对象创建出来了。StringBuilder则是可以重复使用的。
注意：这个结构有一个很有意思的特性就是它不需要额外的线程安全的机制，比方说volatile或者synchronized，仅需Java所保障的最低限度的线程安全就足够了。你能正确地访问到String内部的final字段，顶多就是读到了不一致的引用而已。
public class StringInterner { private final String[] interner; private final int mask; public StringInterner(int capacity) { int n = Maths.nextPower2(capacity, 128); interner = new String[n]; mask = n - 1; } private static boolean isEqual(@Nullable CharSequence s, @NotNull CharSequence cs) { if (s == null) return false; if (s.length() != cs.length()) return false; for (int i = 0; i < cs.length(); i++) if (s.charAt(i) != cs.charAt(i)) return false; return true; } @NotNull public String intern(@NotNull CharSequence cs) { long hash = 0; for (int i = 0; i < cs.length(); i++) hash = 57 * hash + cs.charAt(i); int h = (int) Maths.hash(hash) & mask; String s = interner[h]; if (isEqual(s, cs)) return s; String s2 = cs.toString(); return interner[h] = s2; } } |
