在 Java 中计算 B-Tree 的内存使用量答案

【问题标题】：Calculating memory usage of a B-Tree in Java在 Java 中计算 B-Tree 的内存使用量
【发布时间】：2013-03-31 15:25:40
【问题描述】：

我已经实现了一个简单的B-Tree，它将长映射到整数。现在我想使用以下方法（仅适用于 32 位 JVM）估算它的内存使用情况：

class BTreeEntry {

    int entrySize;
    long keys[];
    int values[];
    BTreeEntry children[];
    boolean isLeaf;
    ...
    /** @return used bytes */
    long capacity() {
        long cap = keys.length * (8 + 4) + 3 * 12 + 4 + 1;
        if (!isLeaf) {
            cap += children.length * 4;
            for (int i = 0; i < children.length; i++) {
                if (children[i] != null)
                    cap += children[i].capacity();
            }
        }
        return cap;
    }
}
/** @return memory usage in MB */
public int memoryUsage() {
    return Math.round(rootEntry.capacity() / (1 << 20));
}

但我试过了，例如对于 7mio 条目，memoryUsage 方法报告的值远高于 -Xmx 设置所允许的值！例如。它说 1040 (MB)，我设置了 -Xmx300！ JVM 是否能够以某种方式优化内存布局，例如。对于空数组或我的错误是什么？

Update1：好的，引入 isLeaf 布尔值可以大大减少内存使用量，但仍不清楚为什么我观察到的值高于 Xmx。（您仍然可以通过对所有构造函数使用 isLeaf == false 来尝试此操作）

Update2：嗯，有点不对劲。当增加每个叶子的条目时，会假设内存使用量减少（当对两者都进行压缩时），因为较大的数组涉及较少的引用开销（并且 btree 具有较小的高度）。但是，如果我使用 500 而不是每片叶子 100 个条目，则 memoryUsage 方法会报告增加的值。

【问题讨论】：

长容量3*12的出处是什么？
long和int的内存消耗值你的来源是什么。
@Erik 3*12 -> 对 3 个数组的引用。
@PeterMmm 你是什么意思？

标签： java memory-management jvm b-tree

【解决方案1】：

哦，嘘……新鲜空气解决了这个问题；）

当一个条目已满时，它将被拆分。在我最初的拆分方法checkSplitEntry（我想避免浪费内存）中，我犯了一个很大的内存浪费错误：

// left child: just copy pointer and decrease size to index
BTreeEntry newLeftChild = this;
newLeftChild.entrySize = splitIndex;

这里的问题是，旧的子指针仍然可以访问。因此，在我的 memoryUsage 方法中，我数了一些孩子两次（尤其是当我没有压缩时！）。所以，如果没有这个技巧，一切都会好起来的，而且我的 B-Tree 的内存效率会更高，因为垃圾收集器可以完成它的工作！

【讨论】：