浮动或双重类型的存储和内存

Question

我正在解析精度不是我主要考虑的数据。即使我使用最大Java堆大小，我经常会得到java.lang.OutOfMemoryError。所以我主要关心的是内存使用和java堆空间。我应该使用double或float数据类型吗？

Answer 1

  

我一直得到OOM异常，因为我使用了大量带数字的ArrayLists。

那是你的问题！

• N个32位浮点值的ArrayList在32位JVM中至少需要 ¹ 20 * N字节，在64位中至少需要24 * N字节位JVM ² 。

• N个64位浮点值的ArrayList需要相同的空间量 ³ 。

• 以上仅说明了支持数组和列表元素。如果您有大量的小ArrayList个对象，ArrayList对象本身的开销可能很大。 （为每个ArrayList对象添加16或24个字节。）

• 如果您使用动态调整大小，这可能会在后备阵列增长时生成对象流失。在某些时候，后备阵列的大小可能是它需要的两倍。

相比之下：

• 32位浮点值数组大约需要4 * N字节 ⁴ 。

• 64位浮点值数组大约需要8 * N字节 ⁴ 。

• 动态调整大小没有浪费。

解决方案：

1. ArrayList<Float>与ArrayList<Double>没有任何区别。这不是解决方案

2. 要获得最大保存效果，请根据您的精度要求使用float[]或double[]。预分配数组以保存所需的确切元素数。

3. 如果您希望动态调整大小的灵活性，那么第三方库可以实现节省空间的原始类型列表。或者实施自己的。但是，您无法使用标准List<...> API，因为这会迫使您走下使用Float或Double的道路。

^{1 - 使用的实际空间取决于ArrayList的创建和填充方式。如果您预先分配一个具有正确容量的ArrayList，您将使用我上面提到的空间。如果通过反复追加具有默认初始容量的ArrayList来构建阵列，则对于32位JVM，将使用平均 N * 2字节的额外空间。这是因为ArrayList用于在后备阵列已满时生成后使用的启发式算法。}

^{2 - 在64位JVM上，指针占用8个字节而不是4个...除非您使用压缩的oops。}

^{3 - 它占用相同字节数的原因是在典型的JVM上，由于堆节点填充，Float和Double都是16个字节。}

^{4 - 每个阵列有一个（通常）12个字节的头开销，并且数组的堆节点大小被填充为8个字节的倍数。}

Answer 2

如果您的内存使用量与大量（数百万）浮点数相关（可以使用合适的内存分析器进行验证），那么您最有可能将它们存储在某些数据结构（如数组或列表）中

建议（我猜你已经关注了大部分......）：

• 如果数字范围和精度足够，则首选float超过double，因为它只消耗一半大小。
• 不要使用java.lang.Float或java.lang.Double类进行存储，因为与裸标量值相比，它们会产生相当大的内存开销。
• 请务必使用数组，而不是像java.util.List这样的集合，因为它们存储了盒装java.lang.Float个实例，而不是裸数。

但除此之外，有一个像样的内存分析器可以显示哪些实例占用了大部分内存。除了float / double数据之外，还有其他内存消费者。

编辑：

OP最近的评论“我一直得到OOM例外，因为我使用了大量带有数字的ArrayLists”，这一点很清楚。与ArrayList<Float>相比，float[]浪费了大量内存（Stephen C在答案中给出了详细的数字），但却带来了动态调整大小的好处。

所以，我看到了以下可能性：

• 如果您可以从头开始告诉数组大小，请立即使用float[]数组。
• 如果在初始化实例时需要动态大小，请在构建一个对象时使用ArrayList<Float>（当大小仍然增加时），然后将内容复制到float[]数组以进行长期存储。然后，浪费的ArrayLists仅在有限的时间内存在。
• 如果您需要在数据的整个生命周期内使用动态尺寸，请根据代码需要的FloatArrayList数组创建自己的float[]类，类似于ArrayList<Float>（可以从非常浅的实现到功能齐全的List，也许基于AbstractList）。