防止在java中为NULL引用分配内存

Question

团队，

我们所知道的是 NULL 引用将在 32 位机器中占用 4 字节的堆内存。

假设我有数百万个用于下面这个类的对象，但只有一些索引填充了有效对象。让我们采取最坏的情况，即一个索引填充了 255。因此，为 NULL 引用分配了 (1,000,000 * 254 * 4) 个字节，这对于 1GB RAM 机器来说是昂贵的。

Class A{
  A [] arrayRef = new A [255];
}

或

Class A{
  A ref1, ref2, ref3, ... ref255;
}

任何项目有什么用；它保存了数百万个 NULL 引用并为此分配了 400 万个字节。

所以

1. 在 java/jvm 中有没有办法创建惰性空引用内存？是指在使用 new 关键字为其分配有效对象之前不为 NULL 引用分配内存？
2. 这种为未初始化的引用分配内存在 C、javascript 等所有语言中是否常见？任何语言都反对这个概念？

关于地图的另一个用例；假设 Map 的大小已经增长了一千万，然后在运行时缩小到一万，所以初始化的 Map Array 大小将保持原样，空引用会占用内存；可以优化。

最后为所有反对的选民

如果 NULL 引用不需要内存；那么 HashMap 总是可以用 Array[Integer.MaxSize] 初始化；然后在不因掩蔽而重新散列和冲突的情况下查找桶

更新：

看起来 Array 在使用之前需要顺序内存来满足其大小。因此，尽管我们在其中有 NULL 引用，但大多数编程语言都无法阻止分配内存。 但我不明白为什么是一样的；就类引用而言也是预期的？？

Answer 1

您一开始就不应该使用 256 个字段。相反，您应该使用数组。

在

class A
{
  A ref = new A[256];
}

整个数组的大小被初始化为 256，所有值都设置为null。

这可能会多出一些字节，但这应该不会有什么坏处——这真的不应该是个问题。

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从这里开始，我们可以解决您的问题：如果有 256 个“空”插槽确实是个问题，并且您确信大多数时候这 256 个插槽中实际上只有很小一部分是使用时，您可以切换到一种技术，您可以使用必须自己实现的稀疏数组之类的技术 - 或者您只需使用 Map<Integer, A> 在索引和插槽之间进行映射。

您只需要注意以适当的方式处理缺失值。

所以你可以这样做

class A
{
    Map<Integer, A> ref = new HashMap<>();
    void setValue(int idx, A value) {
        if(value==null) {
            ref.remove(idx);
        } else {
            ref.put(idx, value);
        }
    }
    A getValue(int idx) {
        return ref.get(idx);
    }
    Optional<A> getOptionalValue(int idx) {
        return Optional.ofNullable(ref.get(idx));
    }
}

但我可以想象，除非您使用 数百万 个 A 对象，否则这种方法总体上会更糟。

回答您的其他问题：

所描述的方法是我能想到的实现这一目标的唯一方法。

特别是，您无法阻止引用分配它需要的内存来保存任何引用，即使它当前只保存一个空引用。

这对于大多数其他语言来说很常见，尤其是当您处理使用数组的上述概念时。 （相信我，您不想要 256 个单独的字段，没有任何语言。）但是其他（高级）语言也有类似 Java 的 Map，例如 Python 的 dict可以添加键/值对，然后可以再次检索。

Answer 2

您可以使用参考列表，例如

final List<A> refList = new ArrayList<A>();

这样您从 0 个引用开始，随着您添加每个引用，列表会根据需要增长。