Java Performance/Memory 消耗：Class 对比数组

Question

出于兴趣：最近，我在我的一个 Java 项目中遇到了一种情况，我可以将一些数据存储在二维数组中或为其创建一个专用的 class我将放入一维数组的实例。所以我想知道在性能（运行时、内存消耗）方面是否存在一些关于这个主题的规范设计建议？

不考虑设计模式（极其简化的情况），假设我可以像这样存储数据

class MyContainer {
  public double a;
  public double b;
  ...
}

然后

MyContainer[] myArray = new MyContainer[10000];
for(int i = myArray.length; (--i) >= 0;) {
  myArray[i] = new MyContainer();
}
...

对比

double[][] myData = new double[10000][2];  
...

我不知何故认为基于数组的方法应该更紧凑（内存）和更快（访问）。再一次，也许不是，数组也是对象，数组访问需要检查索引，而对象成员访问则不需要。（？）对象数组的分配可能（？）需要更长的时间，因为我需要迭代创建由于额外的 class.

，实例和我的代码会更大

因此，我想知道在访问速度和内存消耗方面，常见 JVM 的设计是否为一种方法提供了优于另一种方法的优势？

非常感谢。

Answer 1

Then again, maybe it is not, arrays are objects too

没错。所以我认为这种方法不会给你带来任何好处。

如果你想沿着这条路走下去，你可以把它展平成一个一维数组（每个 "objects" 然后占用两个槽）。这将使您可以立即访问所有对象中的所有字段，而不必遵循指针，并且整个事情只是一个大内存分配：因为您的组件类型是原始的，所以就内存分配而言只有一个对象（容器数组本身）。

这是人们的动机之一 wanting to have structs and value types in Java，类似的考虑推动了专门的高性能数据结构库的开发（摆脱了不必要的对象包装器）。

不过，在您真正拥有庞大的数据结构之前，我不会担心它。只有这样，面向对象方式的开销才会重要。

Answer 2

I somehow think that the array-based approach should be more compact (memory) and faster (access)

不会。您可以使用 Java 管理界面轻松确认这一点：

com.sun.management.ThreadMXBean b = (com.sun.management.ThreadMXBean) ManagementFactory.getThreadMXBean();
long selfId = Thread.currentThread().getId();
long memoryBefore = b.getThreadAllocatedBytes(selfId);

// <-- Put measured code here

long memoryAfter = b.getThreadAllocatedBytes(selfId);
System.out.println(memoryAfter - memoryBefore);

根据测得的代码放置 new double[0] 和 new Object()，您会发现这些分配将需要完全相同的内存量。

It might be that the JVM/JIT treats arrays in a special way which could make them faster to access in one way or another.

JIT 做一些 vectorization of an array operations if for-loops。但它更多的是关于算术运算的速度而不是访问速度。除此之外，想不出来了。

Answer 3

我在这种情况下看到的规范建议是过早优化是万恶之源。遵循这意味着您应该坚持使用最容易编写/维护/通过代码质量制度的代码，然后在遇到可衡量的性能问题时查看优化。

在你的例子中，内存消耗是相似的，因为在对象的情况下你有 10,000 个引用加上每个引用两个双精度数，而在二维数组的情况下你有 10,000 个引用（第一维）到每个包含两个双精度数的小数组.所以两者都是一个基本参考加上 10,000 个参考再加上 20,000 个双打。

更有效的表示是两个数组，其中有两个基本引用加上 20,000 个双精度值。

double[] a = new double[10000];
double[] b = new double[10000];

Java Performance/Memory 消耗：Class 对比数组

Java Performance/Memory Consumption: Class vs. Array

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