在存储和内存方面为浮点型或双精度型

Question

我正在解析不是我的主要关注点的数据。 即使使用最大Java堆大小，我也经常会收到java.lang.OutOfMemoryError。 因此，我主要关心的是内存使用情况和Java堆空间。 我应该使用double还是float数据类型？

Answer 1

我始终收到OOM异常，因为我使用了大量带有数字的ArrayList。

那么这是你的问题！

• N个32位浮点值的ArrayList在32位JVM中至少占用¹ 20 * N个字节，在64位JVM ²中至少占用24 * N个字节。

• N个64位浮点值的ArrayList占用相同的空间 ³ 。

• 上面仅说明了后备数组和列表元素。 如果您有大量的小型ArrayList对象，则ArrayList对象本身的开销可能会很大。 （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，则随着支持数组的增加，这可能会导致对象流失。 在某些时候，后备阵列可能是所需阵列的两倍。

相比之下：

• 一个32位浮点值数组大约需要4 * N个字节⁴ 。

• 一个64位浮点值数组大约需要8 * N个字节⁴ 。

• 动态调整大小不会浪费资源。

解决方案：

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

2. 为了最大程度地节省成本，请根据您的精度要求使用float[]或double[] 。 预分配数组以容纳所需元素的确切数量。

3. 如果要灵活地动态调整大小，可以使用第三方库来实现原始类型的空间有效列表。 或者实施自己的。 但是，您将无法使用标准的List<...> API，因为这会迫使您沿着使用Float或Double的道路前进。

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^{1-实际使用的空间取决于ArrayList创建和填充方式。 如果您以完全正确的容量预分配了ArrayList ，则将使用我上面所说的空间。 如果通过重复添加具有默认初始容量的ArrayList来构建阵列，则对于32位JVM ，平均将使用N * 2字节的额外空间。 这是由于ArrayList充满时使用启发式方法来增加后备阵列。}

^{2-在64位JVM上，除非占用压缩的指针，否则指针占用8个字节而不是4个字节。}

^{3-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均为16个字节。}

^{4-每个数组的头开销（通常为12个字节），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）的浮点数（可以使用适当的内存分析器进行验证）有关，那么您很可能会将它们存储在某些数据结构中，例如数组或列表。

建议（我想，您已经在关注其中的大多数...）：

• 如果数字范围和精度足够，则最好将float为double ，因为float仅占用一半的大小。
• 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，它们具有相当大的内存开销。
• 确保使用数组，而不要使用java.util.List集合，因为它们存储的是装箱的java.lang.Float实例，而不是裸数字。

但除此之外，还有一个不错的内存分析器向您显示哪些实例占用了您的大部分内存。 也许除了float / double数据外，还有其他内存使用者。

编辑：

OP最近发表的评论“由于使用大量带数字的ArrayList，我一直都能收到OOM异常”，这一点很清楚。 与float[]相比， ArrayList<Float>浪费大量内存（斯蒂芬C在其答案中给出了详细的数字），但具有动态调整大小的好处。

因此，我看到以下可能性：

• 如果您可以从一开始就知道数组的大小，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> （当大小仍增加时），然后将内容复制到float[]数组中以进行长期存储。 然后，浪费的ArrayList仅存在有限的时间范围。
• 如果您需要整个数据生命周期中的动态大小，请根据float[]数组创建自己的FloatArrayList类，并在代码需要的地方尽可能类似于ArrayList<Float> （范围从非常浅的实现到功能齐全的列表，可能基于AbstractList ）。