Question

Java程序可能非常耗费内存。例如，Double对象有24个字节：8个字节的数据和16个字节的JVM强加的开销。通常，表示基元类型的对象非常昂贵。

Java标准库中的任何集合都会发生同样的情况。甚至有一些违反直觉的事实，例如HashSet比HashMap更耗尽内存，因为HashSet内部包含HashMap（http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/HashSet.html）。

在高性能设置中建模数据和对象委托时，您能否提出一些建议，以便这些＆＃34;弱点＆＃34; Java的缓解了吗？

Answer 1

取决于申请，但一般来说

基元（并行）数组中的布局数据结构
尝试做大＆＃34;扁平＆＃34;对象，内联其他合理的子结构
专门化原语集合
重用对象，使用对象池，ThreadLocals
去堆外

我不能说这些做法是最好的＆＃34;，因为它们不幸地让你受苦，失去了使用Java的原因，降低了灵活性，可支持性，可靠性，可测试性等等。好＆＃34;代码库的属性。

但是，他们当然可以降低内存占用和GC压力。

Answer 2

Java中容易忽略的一个内存问题是内存泄漏。尼古拉斯·格林已经向你指出了记忆分析。

许多人认为Java的垃圾收集可以防止内存泄漏，但事实并非如此 - 所需要的只是一个被遗忘的参考资料，以永久保持对象。矛盾的是，尝试优化程序可能会为内存泄漏带来更多机会，因为最终会出现更复杂的数据结构。

如果要实现堆栈，则会出现内存泄漏的一个示例：

Integer stack[];
stack = new Integer[10];
int stackPtr = 0;

// a few push operation on our stack.
stack[stackPtr++] = new Integer(5);
stack[stackPtr++] = new Integer(3);

// and pop from the stack again
--stackPtr;
--stackPtr;

// at this point, the stack is logically empty, but
// the Integer objects are still referenced by the array,
// and are basically leaked.

正确的解决方案是：

stack[--stackPtr] = null;

Answer 3

我用来减少记忆的一些技巧：

制作自己的IntArrayList（etc）类，防止装箱
创建自己的IntHashMap（etc）类，其中键是基元
使用nio的ByteBuffer有效地存储大型数据（以及在本机内存中，堆外）。它类似于一个字节数组，但包含在任意偏移量下从缓冲区存储/检索所有基本类型的方法（交易记忆的速度）
不要使用池，因为池会将未使用的实例显式保持活动状态。
几乎不使用线程，他们需要超级内存（在本机内存中，在堆外）
在制作大字符串的子字符串并丢弃原始字符串时，子字符串仍然是指原始字符串。因此，请使用new String处理旧的大字符串。
线性数组小于多维数组，如果除最后一个维之外的所有数据的大小都是2的幂，则计算索引最快：array[x|y<<4]表示16xN数组。
初始化集合和StringBuilder，并选择初始容量，以防止在典型情况下进行内部重新分配。
- 使用StringBuilder而不是字符串连接，因为已编译的类文件使用new StringBuilder()而没有初始容量来连接字符串。

Answer 4

如果您有高性能约束并且需要将集合用于简单类型，那么您可以查看Java的Primitive Collections的一些实现。

有些是：

此外，作为参考，请看一下这个问题：Why can Java Collections not directly store Primitives types?

Answer 5

LuísBianchin已经为您提供了一些在Java中实现最佳集合的库。尽管如此，您似乎特别关注Java集合的内存分配。在这种情况下，有一些选择很简单。

高速缓存

您可以使用缓存来限制集合（缓存）可以分配的内存。通过这样做，您只需在主内存中加载最常用的条目，而不需要从磁盘/网络/任何内容加载整个数据集。我强烈推荐 Guava Cache ，因为它有很好的文档记录，非常成熟。

持久收藏

有时缓存不是解决您问题的方法。例如，在ETL解决方案中，您可能知道只会加载每个条目一次。对于这种情况，我建议使用持久性集合。这些是磁盘存储集合，它们比传统数据库更快，但具有很好的Java API。 MapDB 和 PCollections 对我来说是最好的图书馆。

个人资料内存使用情况

最重要的是，如果您真的想知道程序内存分配的实际状态，我强烈建议您使用分析器。这样，您不仅可以了解集合占用的内存量，还可以了解GC的行为方式。

事实上，如果存在实际的内存问题，您应该只尝试替代Java的集合和数据结构，这是分析器可以告诉您的。

JDK有一个名为VisualVM的分析器，它做得很好。不过，如果你负担得起，我建议你使用商业分析器。与VisualVM相比，商业分析器通常对应用程序的性能影响很小。

内存最佳数据很适合网络。

最后，它与你的问题没有严格的关系，但它是密切相关的。如果您想将Java对象序列化为最佳二进制表示，我建议您使用 Java中的Google协议缓冲区。协议缓冲区非常适合传输数据结构，认为网络使用尽可能少的带宽并具有非常快速的编码/解码。

Answer 6

你可以做很多事情。

以下是一些问题和解决方案：

在java中更改字符串的值时，实际上不会覆盖该字符串。而是创建一个新字符串来替换旧字符串。但是，旧字符串仍然存在。当有效使用RAM时，这可能是一个问题。以下是此问题的一些解决方案：
- 当使用字符串指定某个对象的“状态”或其他只能具有特定可能值集的内容时，请不要使用字符串。而是使用枚举。如果您还不知道枚举是什么或如何使用枚举，here's a link to a tutorial on what enums are and how to use them!
- 如果您使用字符串作为变量，其值将在程序中的某个点发生变化，请不要像往常那样定义字符串。而是使用java.lang包中的StringBuilder类。 StringBuilder是一个用于创建字符串并更改其值的类。此类处理字符串的方式与平常不同。当它用于更改字符串的值时，StringBuilder不会创建具有不同值的重复字符串来替换旧字符串，它实际上会更改原始字符串的值。因此，由于您没有创建重复的字符串，因此可以节省RAM。 Here is a link to to the StringBuilder class in the java api.
诸如fileWriters和fileReaders之类的Writer和reader对象也会占用RAM。如果你有很多，这也可能导致问题。以下是一些解决方案：
- 所有reader和writer对象都有一个名为close（）的方法。正如你可能猜到的那样，它会关闭作者或读者对象。它所做的就是摆脱读者或作家的对象。每当你有一个阅读器或编写器对象，当你知道你将永远不再使用阅读器或编写器对象时，你就可以达到代码中的要点，请使用这种方法。它将摆脱读者或作者对象，并释放一些RAM。
java中的每个对象都占用内存。当你有一个你将不再使用的物体时，保持它不是很方便。
- Object类有一个名为finalize（）的方法。此方法与reader和writer对象中的close（）方法具有相同的效果。当你不再使用一个对象时，使用finalize（）方法去除它并释放一些RAM。

Answer 7

谨防早期优化。见When is optimisation premature?

虽然不知道应用程序或运行时环境的确切要求，但根据我的经验，java能够处理我抛出的任何内容。如果性能或垃圾收集（标记内存泄漏）是一个问题，那么对您的演示/概念验证应用程序进行一些分析可能会花费很长时间。

构建内存高效的Java应用程序有哪些最佳实践？

7 个答案: