少年阿賓

          那些青春的歲月

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          最近對程序占用內存方面做了一些優化,取得了不錯的效果,總結了一些經驗
          簡要說一下,相信會對大家寫出優質的程序有所幫助
          下面的論述針對32位系統,對64位系統不適用,后敘
          經常你寫了一個程序,一測試,功能沒問題,一看內存占用也不多,就不去考慮其它的東西了。但可能程序使用了一個什么數據結構,會當數據規模變大時,內存占用激增。
          基本&&關鍵的問題是,Java里各種東東占多少內存?????????
          對于primitive類型,有8個
          byte short int long float double char boolean 它們的長度分別是
          1  2  4  8  4  8  2 1
          這個不羅嗦了,舉例來說
          long[] data=new long[1000];
          占用內存  8*1000 bytes
          此外,data本身是一個Object,也占用內存若干,后敘,當然它針對  8*1000來說,忽略不計
          再說Object的占用,在說這個之前,先說說引用,一慣的說法是
          Java里沒有指針了,只有引用,引用是安全的
          這個說法沒錯,但是從機理上來說,引用就是指針,只是jvm對指針的使用檢查和限制很多,這個引用/指針變得很安全
          直接來結論:一個引用占4byte ,在32位系統上
          Object obj=null;        //4byte
          Object[] objs=new Object[1000]; //至少4*1000byte
          你看我定義了一個 obj,還是null,就占4byte
          定義了一個 objs,1000個元素,但都是null啊,就都每個占4byte
          是的!!!!!
          雖然obj==null,但它已經是 一個引用,或者說一個指針了
          指針也要占地方啊!!!!啊!!!!啊!!!!
          接下來,直接給另一個結論: Object占8byte,注意,純Object
          Object obj=new Object();  //多少????
          8byte?? 錯!! 12byte,忘了還有一個引用,8byte是Object的內容
          記住  Object obj=new Object(); 占12byte
          Object[] objs=new Object[1000];
          for(int i=0;i<1000;i++) {
            objs[i]=new Object();
          }
          至少占用  12*1000 bytes
          推論: Object占12bytes,似乎和上面的結論矛盾??!!
          沒有!! 不管Object,沒有被垃圾回收之前,總得被別人引用吧?
          總的有指針指它吧?  既然指,那個引用or指針就要占地方啊 4byte
          加起來是12byte,反正一個Object至少 12bytes
          還是直接給結論,推導的過程我就都包辦了,咱不是臟活累活搶著干么!!
          一個Integer占 16 bytes
          這時您可能會有疑問,Integer=Object+int,就是:
          public class Integer {
            public int value;
          }
          Integer應該占 8+4=12 bytes啊
          你說的有道理,但是jvm對所有的Object有限制!!
          這個限制被我發現了,就是不管什么Object占的空間,要是8的倍數
          12不是8的倍數,只能是16了!!!
          推論:Byte也占16bytes!!!!!!!!!!!
          問:
          Byte[] bytes=new Byte[1000];
          占用空間多少?
          答:  約為(至少為) (16+4)*1000 bytes
          好家伙!!!!!!!!
          論題:數組空間占用怎么算?
          我這里直接給結論了,推導這個花了更長的時間:
          對于數組來說,數組這個Object有一個length屬性,數組的元素相當于其成員
          public class Array {
            public int length;
            //... 其它成員
          }
          對于數組,我們不是直接可以取length屬性么,源于此
          public byte[] bytes=new byte[1000]; 
          System.out.println(bytes.length);  // 看,有length屬性
          上面的bytes換算過來是:
          public class Array {
           public int length;
           public byte byte0;
           public byte byte1;
           ...
           public byte byte999;
          }
          上面的bytes占用的內存是:
          4+[8+4 + 1*1000] = 4+ [1012]=4+1016=1020
          4是 bytes這個引用,8是Object基占的,4是length屬性占的
          1000是1000個成員占的,本來是 1012,但要求是8的倍數,變成 1016了
          總共是 1020
          再如:
          byte[] bytes=new byte[4];
          的內存占用是:
          4+[8+4+4*1]=4+[16]=20;
          byte[] bytes=new byte[3];  也是 20
          對于元素是Object的數組,Object也是當作其成員,(注意只有引用這個數組的空間,這個可以推到普通Class上)
          Byte[] bytes=new Byte[1000];
          這個 bytes的定義相當于:
          public class Array {
            public int length;
            public Byte byte0;
            .....
            public Byte byte999;
          }
          占用空間是:
          4+[8+4+4*1000]+16*1000= 4+ 4016 + 16000  = 你自己算吧
          推論:千萬不要用  Byte[]  有20倍的差距!!!!!!!
          你可能一下子沒明白過來,沒關系多琢磨一下,對于普通的class來說
          ,內容占用就是基加成員的占用,Object成員只記引用
          public class Abc {
             public int n;
             public byte b;
             public Object obj;
          }
          它的內容占用是: [8+4+1+4]=24
          所以  Abc one=new Abc()的占用是 4+24=28
          提醒:對于 Abc的成員 obj沒有計,如果要計入的話,循環這個過程就可以了。(琢磨一下)
          舉例:
          public class Abc {
             public byte b;
             public Object obj=null;
          }
          public class Def {
             public int n;
             public byte b;
             public Abc obj=new Abc();
          }
          問:
          Def one=new Def(); //占多少?
          答:
          4+[8+4+1+4]+[8+1+4]=4+24+16=44
          public class Abc {
             public byte b;
             public Object obj=null;
          }
          public class Def {
             public int n;
             public byte b;
             public Abc[] objs=new Abc[100];
             {
                for(int i=0;i<10;i++) {
                   objs[i]=new Abc();
                }
             }
          }
          問:
          Def one=new Def(); //占多少?
          答:
          kao,一下我也算不出來,不過我寫了程序,可以算出來,你給它一個Object,它就能遞歸的算出總共占了多少內存,這個程序不復雜,你也可以寫出來。我等機會合適了再放出。
          單獨說一下String,String的結構是:
          public class String {
              private final char value[];
              private final int offset;
              private final int count;
              private int hash; // Default to 0
          }
          所以,不考慮那個char[]的占用,一個String最少占用 [8+4+4+4+4]=24bytes
          加上引用,共28bytes
          所以
          String s="";
          占用28bytes!!!!! 盡管它的長度為0
          如果精確的算,加上引用一個String的占用是
          4+24+[8+4+2*length]
          String s=""; 的占用是  28+16=  44
          String s="ab" 的占用是  28+16= 44
          String s="abc" 的占用是 28+24 = 52
          要說的是,String是常用的類,這么看,String耗內存很多,所以jvm有優化,同樣的內容盡量重用,所以除了28是必須的外,那個char[] 很可能一樣
          比方說
          String[] s=new String[1000];
          for(int i=0;i<1000;i++) {
             s[i]=new String("abcdefasdjflksadjflkasdfj");
          }
          的占用的數量級是  28*1000,那 1000個字符串本身基本上不占內存,只有一份!!!!!!
          反正String 至少是 28,最多也可能是28!!!!!!!!
          比較占內存的數據結構,這個很重要:
          基本上就是  primitive的包裝
          實例:
          我以前用一個
           Hashtable<String,Integer>的結構,有100萬個元素
          改為String[]+int[]后,內存占用改觀不少,速度也很快
          100萬的String[] 快排一下,也就2秒多,查找用2分,和hash也差不多少
          完!
          說明:
          1。 以上結論適用于32位系統,對于64位系統,有很多不同。反正結論是雖然64位系統能用的內容更多了,但相同的程序占用內存也多了不少
          2。 上面討論的是類的實例占用的內存,沒有考慮靜態變量的占用。 靜態變量引用的是算在Class數據里的,內容的占用和實例無關,單獨計算就可以了
          3。 以上沒有考慮 Class本身占的內存。 Class本身也需要占地方啊,就是類的結構,以及靜態變量的引用的占用。但是這個占用是靜態的,不隨實例變多而變多的。也不好統計出來,想統計的話,看jvm源碼里jclass的表示
          4。 別人的勞動成果請尊敬,轉載請注明作者zms。
          posted on 2014-08-01 16:54 abin 閱讀(424) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: JavaBasic
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