为什么 Java 本机缓冲区那么慢？

Question

我正在尝试优化我在 Android 设备上运行的简单区域增长算法。最初我使用ArrayList 来保存属于一个区域的点。每个点都由Point 实例描述，需要为每个点实例化。算法用了大约 15 秒在大约 1 兆像素的图像中找到所有区域。

Point 类很简单：

class Point
{
    public int x, y;
}

我认为我可以通过减少 Point 实例化的数量来减少计算时间。所以我用Region 类替换了点列表，该类利用本机缓冲区进行点登记：

private int capacity;
private int pointsCount = 0;

private ByteBuffer buffer;
private IntBuffer intBufferView;

根据点数计算所需的字节缓冲区大小：

private static int getByteBufferSize( int capacity )
{
    // 4 bytes per integer and 2 integers per point
    return capacity * 4 * 2;
}

我选择的初始容量为100，但我也尝试将其设置为10，即ArrayList的初始容量，并尝试将其设置为我测试图像中最大区域的大小：

public Region()
{
    this.capacity = 100;
    this.buffer = ByteBuffer.allocateDirect( getByteBufferSize( 100 ) );
    this.intBufferView = buffer.asIntBuffer();
}

为了向区域添加点，我使用了这种方法：

public void add( final Point point )
{
    if( pointsCount >= capacity )
    {
        grow();
    }

    final int offset = 2 * pointsCount;
    intBufferView.put( offset + 0, point.x );
    intBufferView.put( offset + 1, point.y );
    ++pointsCount;
}

对于读取某个点，由索引标识，这个方法：

public void fetchPoint( Point p, int pointIndex )
{
    final int offset = 2 * pointIndex;
    p.x = intBufferView.get( offset + 0 );
    p.y = intBufferView.get( offset + 1 );
}

我实施了与ArrayList 使用的策略相同的增长策略：

private void grow()
{
    capacity = ( capacity * 3 ) / 2 + 1;
    final int bufferSize = getByteBufferSize( capacity );
    final ByteBuffer newBuffer = ByteBuffer.allocateDirect( bufferSize );
    newBuffer.put( buffer );
    newBuffer.rewind();
    buffer = newBuffer;
    intBufferView = buffer.asIntBuffer();
}

但是，通过这种优化，区域增长算法需要大约 33 秒才能在同一张图像上完成。这是我无法解释的性能下降。是我的实现，整个想法，还是这里有什么问题？

Answer 1

坦率地说，我认为整个想法都是错误的。 Buffer 类针对与您不同的用户案例进行了优化；即在 I/O 设备之间传输数据（广义上。

如果您想要更好的（比当前的）性能，请将Buffer 替换为int[]。我预测您会看到较小的性能下降（与ArrayList<Point> 版本相比），但您仍然会看到下降。这就是你为节省内存付出的代价。