Java 8 构造函数参考的可怕性能和大堆占用？

Question

刚刚在我们的生产环境中遇到了一次比较不愉快的经历，导致OutOfMemoryErrors: heapspace..

我将此问题追溯到我在函数中使用ArrayList::new。

为了验证这实际上比通过声明的构造函数 (t -> new ArrayList<>()) 进行的正常创建执行得更差，我编写了以下小方法：

public class TestMain {
  public static void main(String[] args) {
    boolean newMethod = false;
    Map<Integer,List<Integer>> map = new HashMap<>();
    int index = 0;

    while(true){
      if (newMethod) {
        map.computeIfAbsent(index, ArrayList::new).add(index);
     } else {
        map.computeIfAbsent(index, i->new ArrayList<>()).add(index);
      }
      if (index++ % 100 == 0) {
        System.out.println("Reached index "+index);
      }
    }
  }
}

使用newMethod=true; 运行该方法将导致该方法在索引达到30k 后以OutOfMemoryError 失败。使用 newMethod=false; 时，程序不会失败，而是会继续运行直到被杀死（索引轻松达到 150 万）。

为什么ArrayList::new 会在堆上创建这么多Object[] 元素，导致OutOfMemoryError 如此之快？

（顺便说一句 - 当集合类型为 HashSet 时也会发生这种情况。）

Answer 1

在第一种情况下（ArrayList::new），您使用的是带有初始容量参数的constructor，而在第二种情况下，您不是。较大的初始容量（您的代码中的index）会导致分配较大的Object[]，从而导致您的OutOfMemoryErrors。

这是两个构造函数的当前实现：

public ArrayList(int initialCapacity) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    }
}
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

在HashSet 中会发生类似的情况，只是在调用add 之前不会分配数组。

Answer 2

computeIfAbsent 签名如下：

V computeIfAbsent(K key, Function<? super K, ? extends V> mappingFunction)

所以mappingFunction 是接收一个参数的函数。在您的情况下为K = Integer 和V = List<Integer>，因此签名变为（省略PECS）：

Function<Integer, List<Integer>> mappingFunction

当您在需要Function<Integer, List<Integer>> 的地方写ArrayList::new 时，编译器会寻找合适的构造函数：

public ArrayList(int initialCapacity)

所以基本上你的代码相当于

map.computeIfAbsent(index, i->new ArrayList<>(i)).add(index);

并且您的键被视为initialCapacity 值，这会导致预分配大小不断增加的数组，当然，这会很快导致OutOfMemoryError。

在这种特殊情况下，构造函数引用不合适。请改用 lambda。如果Supplier<? extends V> 用于computeIfAbsent，那么ArrayList::new 将是合适的。