背景

Java原生的HashMap受限于Java对象限制，对key和value都必须抽象封装为一个类，其实现为开地址法哈希+红黑树，hash槽中的节点为Node，需要存储左右孩子节点等信息，连同其引用一个Node占用内存为32字节。综上，每存储一个键值对就需要额外48字节的对象头及指针，内存空间开销大。

目标

调研开源的基于堆外内存或内存buffer的Java hashmap实现，避免对象头及指针的额外内存开销

实现

https://github.com/cfelde/BinaryOffheapHashMap/blob/master/README.md

实现原理

使用堆外内存+闭地址法散列，将key和value都序列化为二进制数组，利用unsafe模块直接申请堆外内存存储，每次插入需要序列化，每次查询需要反序列化，由于存储的内容为序列化的二进制数组，不包含指针和对象头，避免了额外的内存开销

实验

实验场景

基于海量时间序列元数据场景，测试在内存ID表中两者的性能

每时间序列标识长度为200字节，共有1000万时间序列，其中有10万个device，每个device下有100个measurement，其中measurement占用20字节

数据结构为：Map<DeviceID, Map<String, SchemaEntry>>

其中map分别使用java原生HashMap及基于堆外内存的map实现

实验目标

堆外内存map与java原生HashMap在以下方面的性能：

• 插入性能（put）
• 查询性能（get）
• 内存占用

实验结果

插入性能（put）

查询性能（get）

内存占用

实验结论