图像和数组存储中的"java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space"

Question

我目前正在使用Java（Applet）进行图像处理演示。我遇到的问题是我的数组太大，导致出现“java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space”错误。

我运行的算法创建了一个NxD浮点数组, 其中：N是图像中像素的数量，D是每个像素的坐标加上每个像素的颜色空间组件（通常为灰度的1或RGB的3）。每次迭代算法时，它都会创建一个这样的NxD浮点数组并将其存储供以后在向量中使用，以便Applet的用户可以查看单个步骤。

我的客户希望该程序能够加载一个500x500的RGB图像并运行作为上限。每次运行大约有12到20个迭代，因此我需要以某种方式存储一个12x500x500x5浮点数。

是否有一种方法可以处理所有这些数据，如果可能的话，如何处理？

例如，我正在加载一个512x512的灰度图像，甚至在第一次迭代完成之前，我就已经用完了堆空间。它指向的代码行是：

Y.add(new float[N][D])

其中Y是一个Vector，N和D如上所述。这是代码使用该行的第二个实例。

编辑：正如我提到但忘记更正的那样，上限应该约为：20 + x 500 x 500 x 5（20个迭代，500宽度，500高度，5个维度（其中3来自RGB和2为坐标（坐标移动，像素也随之移动，因此我需要记录值，这些可以是小数））（约100000000字节）。

- user357777

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为什么要使用浮点数？我的意思是，一个字节不够吗？ - Pablo Grisafi

我在我的编辑中解释了。对此感到抱歉。 - user357777

Answer 1

我认为你不能将这个做成一个Applet。（浏览器可能有分配给applet的内存设置，但我不知道。）

如果你可以使用Java Web Start，我会建议你使用它。你可以设置所需的内存大小：

<j2se version="1.4+" initial-heap-size="100M" max-heap-size="200M"/>

使用Web Start的优点是用户无需配置其浏览器。

编辑：Java控制面板确实有用于小程序的内存设置。请参见如何使用更多内存启动Java小程序？ 但是，除非您只有少数几个客户不介意更改其Java设置（并且他们具有适当的权限和技能），否则这不是一个良好的用户体验。使用Web Start，您可以在JNLP描述符中设置所有内容，然后就可以开始了。

- mdma

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Webstart确实是一个好选择。对于OP：这里有一个可能有用的迁移指南：http://java.sun.com/javase/6/webnotes/deploy/applet-migration.html - BalusC

感谢您的反馈。我会尽快深入研究这个问题。 - user357777

幸运的是，我不需要迁移应用程序。我仍然将它作为一个框架，并在应用程序完成最后的修饰后研究这个 Web Start。 - user357777

Answer 2

你尝试过增加初始堆大小以及设置最大堆大小吗？

java -Xms<initial heap size> -Xmx<maximum heap size>

例如

java -Xms256M -Xmx512M

默认值相当保守，而且很小，因此您肯定希望尝试并玩弄堆大小设置。

- ssahmed555

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这不是我的踩票，但OP提到代码是一个小程序——你无法控制分配的内存。 - mdma

感谢澄清 - 一直想知道为什么我被踩了。不知道你不能控制小程序的内存设置 - 知道了真好！ - ssahmed555

Answer 3

1) 12x500x500x5个浮点数大约需要60 MB，加上一些开销。如果您正确配置JVM堆（例如-Xmx500M），在合理的计算机上应该没有问题保留所有内存空间。另一方面，如果您将其作为小程序运行，则应进行一些设置（例如，我找到了this链接，适用于Java 6更新10及以上版本）。

2）关于每个像素的数据格式，您并没有提供太多信息。也许您可以使其更紧凑。为什么每个像素需要5个浮点数？您可以将RGB值存储为3个字节，并且似乎不需要存储像素位置，因为2维数组中的位置已经指示了位置。

- Eyal Schneider

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在小程序中，您无法从服务器端控制内存使用情况。该链接显示客户端必须自行配置它们，这对“用户体验”来说并不是很好。 - BalusC

@BalusC：谢谢，你说得对。我用一个更有用的链接替换了它。 - Eyal Schneider

Answer 4

要将堆空间大小增加到默认的64MB之外，您需要使用-Xmx参数执行应用程序（对于小程序，请在Java运行时设置中添加，在任何操作系统的管理工具中都可以找到）。但是，如果这将成为Web应用程序，则不太可能在许多最终用户机器上进行修改，因此这不是一个选项。

我想了解一下x维数组中的存储情况。您究竟存储了什么？为什么是4字节浮点数？未压缩的原始图像通常存储在WIDTHxHEIGHT数组中，其中每个单元格包含一个颜色对象（例如，3个描述RGB空间的shorts）。对于500x500的图像，这样的数组将需要500 * 500 * 3（颜色维数）* 2（short的字节数）= 1,500,000字节，远少于500 * 500 * 5（仍然没有弄清楚为什么是5，可能您存储颜色+坐标）* 4（float中的字节数）= 5,000,000字节。

请注意，正是出于这个原因，才开发了压缩算法（如JPEG），以便您不必为每个图像保留1.5MB的内存。

至于迭代，但主要是为了随后的存储，除非您想陷入编写类似MPEG格式的麻烦中，否则没有什么可说的，因为您只需要保存帧之间的更改。

- Ilya Saunkin