Java 短常量池与短原语

Question

我的解决方案需要许多常量变量，因此在进一步的开发中，我可以简单地创建新的原语或引用现有数据，而不是创建新的原语，这排除了未来开发过程中可能出现的错误。

我读过java池常量变量，当创建新数据时，它与池进行比较，如果这样的对象存在，它返回对现有对象的引用，而不是创建新的对象。

虽然池化可能听起来是最好的方法，但就我而言，我需要许多短变量，每个变量分配 2 个字节（对于原语）。但如果我创建Short我会丢失 2 个字节，因为引用将占用 4 个字节。

即使考虑到 Short 使用池化，仍然使用原语是否有意义。另外，从短到短的拆箱也需要一些资源（几乎接近于零，但仍然如此）。请注意，short 必须时常转换为原始 3 字节数组，因此另一个 + 表示原始。

public static final short USER = 10;

代替

public static final Short USER = 10;

Answer 1

这里最重要的是，基元在时间和内存复杂度上都比对象包装器便宜得多。

仅当您必须在必须使用对象引用的上下文中使用这些原语时，池功能才变得相关（即它们必须被包装/“装箱”到其对象包装器中，谷歌自动装箱）。如果您可以始终将它们用作原始数字，那么这是最有效的方法。

细节：

Java 语言对待基元类型（boolean、byte、char、short、int、long、float、double）的方式与所有其他类型（引用类型）不同。原语可以直接存在于堆栈中，并且可以直接由 JVM 指令操作（每个原语都有一组指令）。数值常量通常直接嵌入到 JVM 指令中，这意味着执行这些指令不需要额外的内存读取。这种结构或多或少直接映射到所有硬件上的本机代码。

另一方面，引用类型不能存在于堆栈上，必须在堆上分配（这是 Java 语言的设计选择）。这意味着每次使用它们时，都必须添加指令来查找实例、读取元数据、调用方法或获取字段，然后才能对数据执行任何实际操作。

例如，假设您有以下功能

int add(int a, int b) { return a + b; }

函数体（除了调用约定之外）很简单iadd，在大多数 CPU 上它转换为 1 条指令。

如果把ints改为Integerss，字节码就变成：

   0: aload_1
   1: invokevirtual #16                 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
   4: aload_2
   5: invokevirtual #16                 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
   8: iadd
   9: invokestatic  #22                 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;

这转化为多个内部函数调用和数千条本机指令。

散记：

IIRC，Java 语言规范没有定义将使用多少字节来存储short、boolean等。JVM 实现可能会使用更多字节，因此它将所有内容与 CPU 的字长对齐。纯粹为了提高效率而将布尔值存储为字节或 32 位 int 的情况并不罕见。int然而，它确实说过，对比所有类型都短的类型进行操作的结果是int。

所有这些方法short并不能真正为您节省任何内存，除非您有非常大的short数组（必须在内存中没有间隙的情况下打包）。

如果您真的非常想使用 s 池Short（包装器），最有效的实现是大小为 65536 的数组。在这里，您可以交换 4k/8k 内存以实现非常高效的查找。