int[]和Integer[]数组的内存占用量

Question

我尝试创建一个整数数组（我也尝试使用自己的对象，但使用int时出现了相同的情况），大小为3000万。我一直收到"OutOfMemoryError：Java堆空间"的错误提示。

Integer [] index = new Integer[30000000];
for (int i = 0 ; i < 30000000 ; i++){
    index[i] = i;
}

我检查了总堆空间，使用 "Runtime.getRuntime().totalMemory()" 和 "maxMemory()"，发现我开始时有64 MB的空间，最大可达到900+ MB，在运行过程中，堆空间达到900+ MB并崩溃。

现在我知道一个整数占4个字节，所以即使我将30*4*1000000相乘，我也只能得到大约150-100兆字节。

如果我尝试使用原始类型，比如int，它可以工作。

我该怎么解决这个问题？

- Ben2307

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使用更多堆内存运行程序。 - Hovercraft Full Of Eels

Answer 1

Java的int原始类型占用4个字节，但如果使用像Integer这样的ValueObject，它将占用更多的空间。根据您的计算机，一个引用可能需要占用32或64位+其所包装的原始类型的大小。

如果空间是问题，您应该只使用原始int。 这里是一个非常好的SO答案，更详细地解释了这个主题。

- Andrew White

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我相信他使用Integer只是为了演示目的。 我相信实际代码使用非Integer自定义类对象的数组。 - Hovercraft Full Of Eels

你是正确的，我使用自己的对象。但我不明白为什么它会占用这么多空间。 - Ben2307

是的，引用大小开销是让你困扰的问题。如果你正在使用Java 64位，你也可以尝试-XX:+UseCompressedOops来帮助减少引用的大小。 - Andrew White

CompressedOoops会将Integer[]数组的大小减半，但Integer对象的大小保持不变。 - Stephen C

Answer 2

假设我们在讨论一个基于32位OpenJDK的JVM。

- 每个Integer对象有1个int字段 - 占用4个字节。 - 每个Integer对象有2个标头字 - 占用8个字节。 - 分配的粒度是（我相信）2个字 - 4个字节的填充。 - Integer[]每个数组元素/位置都有1个引用 - 4个字节。

因此，每个数组元素总共有20个字节。20 x 30 x 1,000,000 = 600,000,000 Mbytes。现在加上代收集器将分配至少3个不同大小的对象空间，这可能会轻松增加到900多Mbyte。

如何修复它？

- 使用 int[] 代替 Integer。 - 如果 Integer 的值大多表示范围为-128到+127的数字，则使用 Integer.valueOf(int) 分配它们。JLS保证以这种方式创建的 Integer 对象将被共享。（注意，当通过自动装箱创建 Integer 时，JLS规定使用 valueOf。因此，在您的示例中已经应用了此“修复”）。 - 如果您的 Integer 值主要来自更大但仍然很小的域，请考虑为共享 Integer 对象实现自己的缓存。

我的问题是关于 Integer 作为示例，在我的程序中，我使用自己的对象，它只包含一个字节数组（最大大小为4）。当我创建它时，它占用的内存比4个字节多得多。

是的，确实如此。

假设您的类定义如下：

public class MyInt {
    private byte[] bytes = new byte[4];
}

每个将占用：

- MyInt头部单词 - 8字节 - MyInt.bytes字段 - 4字节 - 填充 - 4字节 - 字节数组的头部单词 - 12字节 - 数组内容 - 4字节

现在加上MyInt引用所占的空间：

- 每个MyInt的引用 - 4字节

总计 - MyInt[]的每个元素占用36字节。

与Integer[]的20字节或int[]的4字节相比，这是一个很大的差距。

如何修复这种情况？

嗯，一个包含4字节的数组包含32位的数据。 这可以编码为int。因此修复方法与之前相同。 使用int[]而不是MyInt []，或者（可能）调整上面讨论的其他想法之一。

另外，可以增加堆大小，或使用数据库或类似的东西，使数据不需要保存在RAM中。

- Stephen C

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我的问题是关于整数的例子，在我的程序中，我使用自己的对象，它只包含一个字节数组（最大大小为4）。 当我创建它时，它占用的内存远远超过4个字节。 - Ben2307

Answer 3

这不是你要找的，但在这个简单的例子中，最优解是使用函数而不是数组。

static int index(int num) {
    return num;
}

如果您有更现实的例子，可能会有其他优化方法可用。

- Peter Lawrey

Answer 4

Integer 是一个占用超过 4 字节的对象。具体占用多少取决于实现方式。你真的需要 Integer 吗？唯一的好处是它可以是 null。也许你可以使用“哨兵值”代替，比如 -1 或者 Integer.MIN_VALUE。

- dty

Answer 5

也许你应该使用数据库而不是一个巨大的数组，但如果你必须使用一个巨大的对象数组，你尝试过在运行Java应用程序启动器时使用-Xms命令行参数来增加Java内存大小吗？

- Hovercraft Full Of Eels