JVM可以使用的內存分外2種：堆內存和堆外內存.
堆內存完全由JVM負責分配和釋放，如果程序沒有缺陷代碼導致內存泄露，那么就不會遇到java.lang.OutOfMemoryError這個錯誤。
使用堆外內存，就是為了能直接分配和釋放內存，提高效率。JDK5.0之后，代碼中能直接操作本地內存的方式有2種：使用未公開的Unsafe和NIO包下ByteBuffer。
關於Unsafe對象的簡介和獲取方式,可以參考：http://blog.csdn.net/aitangyong/article/details/38276681
使用ByteBuffer分配本地內存則非常簡單，直接ByteBuffer.allocateDirect(10 * 1024 * 1024)即可。
C語言的內存分配和釋放函數malloc/free，必須要一一對應，否則就會出現內存泄露或者是野指針的非法訪問。java中我們需要手動釋放獲取的堆外內存嗎？
我們一起來看看NIO中提供的ByteBuffer
我們將最大堆外內存設置成40M，運行這段代碼會發現：程序可以一直運行下去，不會報OutOfMemoryError。如果使用了-verbose:gc -XX:+PrintGCDetails，會發現程序頻繁的進行垃圾回收活動。那么DirectByteBuffer究竟是如何釋放堆外內存的？
我們修改下JVM的啟動參數，重新運行之前的代碼：
與之前的JVM啟動參數相比，增加了-XX:+DisableExplicitGC，這個參數作用是禁止代碼中顯示調用GC。代碼如何顯示調用GC呢，通過System.gc()函數調用。如果加上了這個JVM啟動參數，那么代碼中調用System.gc()沒有任何效果，相當於是沒有這行代碼一樣。
顯然堆內存（包括新生代和老年代）內存很充足，但是堆外內存溢出了。也就是說NIO直接內存的回收，需要依賴於System.gc()。如果我們的應用中使用了java nio中的direct memory，那么使用-XX:+DisableExplicitGC一定要小心，存在潛在的內存泄露風險。
我們知道java代碼無法強制JVM何時進行垃圾回收，也就是說垃圾回收這個動作的觸發，完全由JVM自己控制，它會挑選合適的時機回收堆內存中的無用java對象。代碼中顯示調用System.gc()，只是建議JVM進行垃圾回收，但是到底會不會執行垃圾回收是不確定的，可能會進行垃圾回收，也可能不會。什么時候才是合適的時機呢？一般來說是，系統比較空閑的時候（比如JVM中活動的線程很少的時候），還有就是內存不足，不得不進行垃圾回收。我們例子中的根本矛盾在於：堆內存由JVM自己管理，堆外內存必須要由我們自己釋放；堆內存的消耗速度遠遠小於堆外內存的消耗，但要命的是必須先釋放堆內存中的對象，才能釋放堆外內存，但是我們又不能強制JVM釋放堆內存。
Direct Memory的回收機制：Direct Memory是受GC控制的，例如ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(1024)，這段代碼的執行會在堆外占用1k的內存，Java堆內只會占用一個對象的指針引用的大小，堆外的這1k的空間只有當bb對象被回收時，才會被回收，這里會發現一個明顯的不對稱現象，就是堆外可能占用了很多，而堆內沒占用多少，導致還沒觸發GC，那就很容易出現Direct Memory造成物理內存耗光。
Direct ByteBuffer分配出去的內存其實也是由GC負責回收的，而不像Unsafe是完全自行管理的，Hotspot在GC時會掃描Direct ByteBuffer對象是否有引用，如沒有則同時也會回收其占用的堆外內存。
參考：http://blog.csdn.net/aitangyong/article/details/39403031
http://blog.csdn.net/aitangyong/article/category/2159887
http://blog.csdn.net/aitangyong/article/details/39323125
http://hellojava.info/?tag=maxdirectmemorysize
https://yq.aliyun.com/articles/2948
使用堆外內存與對象池都能減少GC的暫停時間，這是它們唯一的共同點。生命周期短的可變對象，創建開銷大，或者生命周期雖長但存在冗余的可變對象都比較適合使用對象池。生命周期適中，或者復雜的對象則比較適合由GC來進行處理。然而，中長生命周期的可變對象就比較棘手了，堆外內存則正是它們的菜。
堆外內存的好處是：
(1)可以擴展至更大的內存空間。比如超過1TB甚至比主存還大的空間;
(2)理論上能減少GC暫停時間;
(3)可以在進程間共享，減少JVM間的對象復制，使得JVM的分割部署更容易實現;
(4)它的持久化存儲可以支持快速重啟，同時還能夠在測試環境中重現生產數據
站在系統設計的角度來看，使用堆外內存可以為你的設計提供更多可能。最重要的提升並不在於性能，而是決定性的
堆外內存說明請參見：http://ju.outofmemory.cn/entry/200574