为什么我不能创建一个大尺寸的数组？

Question

为什么无法创建最大 int 大小的数组？

int i = 2147483647;
int[] array = new int[i];

我找到了这个解释：

Java 数组是通过 32 位整数访问的，因此理论上数组的最大大小为 2147483647 个元素。

但正如您所见，我的代码不起作用。也无法创建一个有大小的数组

new int[Integer.MAX_VALUE - 5];

技术细节

• 64 位 HotSpot JVM
• OSX 10.10.4

PS

为什么是-5？

Answer 1

理论

有两种可能的例外：

• OutOfMemoryError: Java heap space 表示您的数组不适合 java 堆空间。为了解决这个问题，您可以使用 JVM 选项-Xmx 来增加最大堆大小。还要考虑到the maximum size of object cannot be larger than the largest heap generation。
• OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit 表示超出平台特定大小：
  • 上限由用于描述数组中索引的大小类型的限制设置，因此理论数组大小受2^31-1=2147483647 元素的限制。
  • 另一个限制是特定于 JVM/平台的。根据chapter 10: Arrays of The Java Language Specification, Java SE 7 Edition，对数组长度没有严格限制，因此可以在不违反 JLS 的情况下减小数组大小。

练习

在 HotSpot JVM 中，数组大小受内部表示的限制。在 GC 代码中，JVM 将堆字中数组的大小作为int 传递，然后从堆字转换回jint，这可能会导致溢出。因此，为了避免崩溃和意外行为，最大数组长度受(max size - header size) 的限制。其中header size 取决于用于构建您正在运行的JVM 的C/C++ 编译器（gcc 用于linux，clang 用于macos）和运行时设置（如UseCompressedClassPointers）。例如在我的 linux 上：

• Java HotSpot(TM) 64 位服务器 VM 1.6.0_45 限制Integer.MAX_VALUE
• Java HotSpot(TM) 64 位服务器 VM 1.7.0_72 限制Integer.MAX_VALUE-1
• Java HotSpot(TM) 64 位服务器 VM 1.8.0_40 限制Integer.MAX_VALUE-2

有用的链接

• https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-8059914
• https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-8029587

Answer 2

一些虚拟机在数组中保留一些标题字。

最大“安全”数为be 2 147 483 639 (Integer.MAX_VALUE - 8)

Source-http://www.docjar.com/html/api/java/util/ArrayList.java.html

**
  191        * The maximum size of array to allocate.
  192        * Some VMs reserve some header words in an array.
  193        * Attempts to allocate larger arrays may result in
  194        * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
  195        */
  196       private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

所以这取决于 SYSTEM NOW 上 JVM 可用的最大内存

编辑：为什么显示 OOM。

元素数 = 2 147 483 639

一个元素所需的字节数 = 4

仅 Element 的总内存 8589934556 KB == 8.589934555999999 GB

现在如果数组的总内存使用量不是 8 字节的倍数，则大小向上舍入到下一个 8 倍数。

因此，由于开销，您需要的不仅仅是分配的内容，而且应该是连续内存

Answer 3

仅仅有足够的堆用于分配是不够的；您需要有一个足够大的堆 region。如您所知，堆分为几代。

对于 8 GB 的单个分配，您必须确保为单个堆区域分配那么多（加上一些开销）。使用 12 GB 的 -Xmx，您可能仍然很短。使用其他选项来控制老年代的大小。

Answer 4

好吧，Ivan 已经正确地指出，数组长度确实有一个明确定义的上限，并且它再次依赖于 JVM/平台。事实上，更重要的是，他还表示，您可以在代码中实际创建多少长度的数组，主要取决于您在执行时为程序分配了多少最大堆空间。

我只想添加小代码sn-p来支持他的解释。例如，理论上，数组 [] 应该接受长度 以下 Java 程序-Xmx32m 那么你会看到创建的数组没有一个达到接近MAX_ARRAY_SIZE的长度（即2147483639）

byte[] 数组：1 个字节
0 l=1048576 s=1mb
1 l=2097152 s=2mb
2 l=4194304 s=4mb
3 l=8388608 s=8mb
java.lang.OutOfMemoryError: Java 堆空间 l=16777216 s=16mb

char[] 数组：2 字节
0 l=1048576 s=2mb
1 l=2097152 s=4mb
2 l=4194304 s=8mb
java.lang.OutOfMemoryError: Java 堆空间 l=8388608 s=16mb

int[] 数组：4 字节
0 l=1048576 s=4mb
1 l=2097152 s=8mb
java.lang.OutOfMemoryError: Java 堆空间 l=4194304 s=16mb

double[] 数组：8 字节
0 l=1048576 s=8mb
java.lang.OutOfMemoryError: Java 堆空间 l=2097152 s=16mb

下面是代码：

    byte[] barray = null;
    System.out.println("\nbyte[] array : 1 byte");
    try {
        for (ii=0; ii < 32; ii++) {
            barray = new byte[(int)Math.pow(2, ii)*1024*1024];
            System.out.println(ii + " l=" + barray.length + " s=" + barray.length / (1024 * 1024) + "mb");
        }
    }
    catch (Throwable e) {
        barray = null;
        System.out.println(e + " l=" + (int)Math.pow(2, ii)*1024*1024 + " s=" + (int)Math.pow(2, ii)*1024*1024 / (1024 * 1024) + "mb");
    }

    char[] carray = null;
    System.out.println("\nchar[] array : 2 byte");
    try {
        for (ii=0; ii < 32; ii++) {
            carray = new char[(int)Math.pow(2, ii)*1024*1024];
            System.out.println(ii + " l=" + carray.length + " s=" + 2*carray.length / (1024 * 1024) + "mb");
        }
    }
    catch (Throwable e) {
        carray = null;
        System.out.println(e + " l=" + (int)Math.pow(2, ii)*1024*1024 + " s=" + 2*(int)Math.pow(2, ii)*1024*1024 / (1024 * 1024) + "mb");
    }

    int[] iarray = null;
    System.out.println("\nint[] array : 4 byte");
    try {
        for (ii=0; ii < 32; ii++) {
            iarray = new int[(int)Math.pow(2, ii)*1024*1024];
            System.out.println(ii + " l=" + iarray.length + " s=" + 4*iarray.length / (1024 * 1024) + "mb");
        }
    }
    catch (Throwable e) {
        iarray = null;
        System.out.println(e + " l=" + (int)Math.pow(2, ii)*1024*1024 + " s=" + 4*(int)Math.pow(2, ii)*1024*1024 / (1024 * 1024) + "mb");
    }

    double[] darray = null;
    System.out.println("\ndouble[] array : 8 byte");
    try {
        for (ii=0; ii < 32; ii++) {
            darray = new double[(int)Math.pow(2, ii)*1024*1024];
            System.out.println(ii + " l=" + darray.length + " s=" + 8*darray.length / (1024 * 1024) + "mb");
        }
    }
    catch (Throwable e) {
        darray = null;
        System.out.println(e + " l=" + (int)Math.pow(2, ii)*1024*1024 + " s=" + 8*(int)Math.pow(2, ii)*1024*1024 / (1024 * 1024) + "mb");
    }

Answer 5

通过 cmd 找到你的最大堆大小并输入这一行

javaw -XX:+PrintFlagsFinal | find "MaxHeapSize"

然后将其除以1.5，您将得到您计算机的近似最大数组大小