你知道數(shù)據(jù)大小嗎？

2019-11-18 12:09:15

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供稿：網(wǎng)友

　　--不要花太多的功夫來隱藏類的成員（三）
　　
　　你知道數(shù)據(jù)大小嗎？--不要花太多的功夫來隱藏類的成員（三）　　copyright（翻譯）
　　　
　　要害字　　數(shù)據(jù)大小對象大小堆空間
　　　
　　出處　　 http://www.javaworld.com/javaworld/javatips/jw-javatip130-p3.Html
　　　
　　我們能做點什么呢？
　　
　　“這很好，但是我們沒有任何選擇除了使用String和其它Java提供的類型，是不是這樣呢？”我聽到你們再問，那么讓我們來找找答案吧。
　　
　　l　　　　封裝類
　　
　　封裝類比如java.lang.Integer，看起來保存大量的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中像一個壞的選擇。假如你盡力為了內(nèi)存的經(jīng)濟(jì)，那么就要避免這么做。使用你自己的針對int的向量類并不難。當(dāng)然，假如Java的核心函數(shù)庫已經(jīng)包含了這個那就最好不過了?；蛟S這種情況在Java擁有非凡類型的時候?qū)蟠蟾挠^。
　　
　　l　　　　多位數(shù)組
　　
　　對于使用多維數(shù)組的大型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，你可以時常的通過簡單的索引變換減少額外的維數(shù)/例如：轉(zhuǎn)換int[dim1][dim2]的實例到一個int[dim1*dim2]的實例，改變所有形如a[i][j]的表達(dá)式為a[i*dim1+j]。這樣你就不必花功夫在dim1上的索引檢查可以提高效率。
　　
　　l　　　　 java.lang.String
　　
　　你可以使用一些小技巧去減少你的應(yīng)用中字符串的靜態(tài)內(nèi)存大小。
　　
　　首先，你可以嘗試一種很平常的技術(shù)，就是當(dāng)一個應(yīng)用從一個數(shù)據(jù)文件或者網(wǎng)絡(luò)連接中載入或者緩存很多的字符串，并且這種字符串的值是有限變化的。舉個例子：假如你想分析一個xml文件，在這個文件中，你經(jīng)常碰到某種屬性，但是這個屬性僅僅被限制在兩個可能的值。你的目標(biāo)：通過一個散列映射過濾所有的字符串，減少所有相同的但是明顯字符串和目標(biāo)對象引用一樣的。
　　
　　　　public String internString (String s)
　　　　{
　　　　　　if (s == null) return null;
　　　　　　String is = (String) m_strings.get (s);
　　　　　　if (is != null)
　　　　　　　　return is;
　　　　　　else
　　　　　　{
　　　　　　　　m_strings.put (s, s);
　　　　　　　　return s;
　　　　　　}
　　　　}
　　
　　　　PRivate Map m_strings = new HashMap ();
　　
　　假如適用成功，這個技巧能夠成倍的減少你的靜態(tài)內(nèi)存需求。一個富有經(jīng)驗的讀者應(yīng)該能夠觀察到這個技巧復(fù)制java.lang.String.intern()的功能性。有無數(shù)的理由存在來讓你避免使用String.intern()方法。其中一個就是現(xiàn)在的JVM幾乎沒有能實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的保留。
　　
　　假如你的字符串是完全不同的，會發(fā)生什么情況呢？這就是要介紹的第二個技巧，重新收集那些小的字符串空間，這些空間潛在的隱藏于char數(shù)組中，因為使用數(shù)組大概只占了字符串封裝所占用的內(nèi)存的一半。因此，當(dāng)我們的應(yīng)用緩存許多獨特的字符傳值，我們僅僅只要保持在內(nèi)存中的數(shù)組，在需要的時候轉(zhuǎn)換為字符串。假如這個字符串只是作為暫時的，很快就會拋棄，這將很有效果。一個簡單的實驗就是從一個字典文件中選出作為緩存的90000個單詞，這些數(shù)據(jù)大約5.6M的大小，假如是char的話，只需要3.4M的空間，只占用了以前的65%。
　　
　　第二個技巧明顯的包含一個不利條件，就是你不能支持通過一個構(gòu)造函數(shù)轉(zhuǎn)換一個char[]成為字符串，因為這個構(gòu)造函數(shù)沒有復(fù)制這個數(shù)組而將擁有這個數(shù)組。為什么呢？因為這個完全的public的字符串API確保每一個字符串是不可變的，所以每個字符串的構(gòu)造函數(shù)顯然要復(fù)制輸入的數(shù)據(jù)然后傳入它的參數(shù)。
　　
　　然后，我們將使用第三個技巧。這個技巧用在當(dāng)轉(zhuǎn)換一個char數(shù)組為一個字符串的代價證實太高的時候。該技巧使用java.lang.String.substr()的功能避免數(shù)據(jù)復(fù)制：這個方法的是顯示用了字符串的不變性，并且創(chuàng)建的一個影子字符串對象來共享字符內(nèi)容，但是它的內(nèi)部的開始位置和結(jié)束位置都是正確的。我們還是寫一個例子，new String(“smiles”).substring(1,5)是一個字符串，這個字符串是字符緩沖從位置1到位置4的字符結(jié)束，并且這個字符緩沖將共享原來的字符串構(gòu)造函數(shù)指向的字符緩沖。你可以象一下這樣使用：給出一個大的字符串集合，你可以合并它的字符內(nèi)容到一個大的字符數(shù)組，在它之上創(chuàng)建一個字符串，并且使用這個主串的子串來重新創(chuàng)建一個原來的字符串。如以下描述：
　　　　public static String [] compactStrings (String [] strings)
　　　　{
　　　　　　String [] result = new String [strings.length];
　　　　　　int offset = 0;
　　　　　　for (int i = 0; i < strings.length; ++ i)
　　　　　　　　offset += strings [i].length ();
　　　　　　// Can't use StringBuffer due to how it manages capacity
　　　　　　char [] allchars = new char [offset];
　　　　　　offset = 0;
　　　　　　for (int i = 0; i < strings.length; ++ i)
　　　　　　{
　　　　　　　　strings [i].getChars (0, strings [i].length (), allchars, offset);
　　　　　　　　offset += strings [i].length ();
　　　　　　}
　　　　　　String allstrings = new String (allchars);
　　　　　　offset = 0;
　　　　　　for (int i = 0; i < strings.length; ++ i)
　　　　　　　　result [i] = allstrings.substring (offset,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 offset += strings [i].length ());
　　　　　　return result;
　　　　}
　　
　　以上方法返回一個新的字符串集等同于輸入的字符串集，但是在內(nèi)存中更加得緊湊。重新獲得每個字符串?dāng)?shù)組的16個字節(jié)的頭部，在方法中被有效的移除。這個存儲在緩存壓縮大多數(shù)短的字符串時比較有效果。當(dāng)這個方法用于同樣的90000個單詞的字典時，內(nèi)存從5.6M節(jié)約到4.2M，大概節(jié)約了30%。
　　
　　l　　　　這些努力是否值得呢？
　　我這里提到的方法看起來都是很細(xì)微的優(yōu)化，是否值得花時間去實現(xiàn)呢？但是，記住我們腦子里面應(yīng)該記?。悍?wù)端的應(yīng)用程序能夠緩存大量的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的話講能夠大大的提高從磁盤和數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)的性能和效率。在當(dāng)前32位的JVM中，幾百兆的緩存數(shù)據(jù)代表堆中很引人注重的位置。減少30%或者更多不應(yīng)該被嘲笑，它能將系統(tǒng)的可測性質(zhì)中能提高很顯著的水平。當(dāng)然這些技巧不適用于一開始就很好設(shè)計的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，事實的決定要由hotspots來決定。無論如何，你現(xiàn)在應(yīng)該更加了解你的對象消耗了多少內(nèi)存。
　　
　　關(guān)于作者：
　　Vladimir RouBTsov擁有超過12年的多種語言的編程經(jīng)驗，其中包括從1995年就開始用得Java。目前，它作為資深開發(fā)者在Austin, Texas.為Trilogy開發(fā)企業(yè)級軟件。平時的業(yè)余愛好就是開發(fā)一些關(guān)于Java字節(jié)代碼或源程序代碼的工具。

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