数组与矩阵在 Java 中的内存

Question

我正在从事一个涉及启发式的项目，并且我用 Java 构建了它（应该用 C 语言构建它）。 我遇到了内存问题。

我的树由对象节点组成，每个对象包含一个数组、一个矩阵和三个整数。 我已经削减了许多其他值，以尝试节省更多的内存空间，但是仍然不够。

所以，我在想我也可以削减矩阵，并将其转换为数组。 但是，我的整个项目都是建立在坐标上的，以达到矩阵中的某个点。 因此，在进行任何更改之前，我想知道这会影响内存使用多少（或不影响多少）。

编辑：数组和矩阵都由 int 基元组成。

数组是array[25]，矩阵是matrix[5][5]。

矩阵代表游戏的棋盘，包含字段是否为空，或者里面是否有某种类型的棋子的信息（全是int）。

我说的是 16GB 的 RAM 使用量和 2500 万个节点。

我做了这个方法，用来克隆数组：

public int[] cloneArray(int[] array){
    int i = 0;
    int[] clone = new int[array.length];
    while (i < array.length){
        clone[i] = array[i];
        i++;
    }
    return clone;
}

我们使用了类似的方法来克隆矩阵和对象本身。

编辑： 在发现探查器的存在后，我进行了检查。 这是结果的屏幕截图：

我认为这些数字是有道理的，因为在控制台中，您可以看到几乎与在分析器中看到的一样多的节点，状态（在控制台中，“estados”是状态的指针目前正在扩展中）。

因此，在分析器中，我们可以看到将近 20m 个状态，它们是生成的节点。 每个状态包含 1 个数组和 1 个矩阵。

我们可以看到 138m 的数组，除以 6 等于 23m。 并且由于一个矩阵是5x5的，那么5x23m的数组包含在矩阵中，另外23m是数组。

我说得有道理吗？这种解释准确吗？

这是一个 Dropbox 链接，您可以查看完整分辨率的图片： https://www.dropbox.com/s/7wxz8vch1wnrsyr/Untitled.png?dl=0

Answer 1

这里有几个例子：

int[] array = new int[25];

int[][] matrix = new int[5][5];

数组占用的空间为：

• 25 x 4 字节整数（数组内容）
• 12 字节的数组对象头
• 共 112 个字节

Java中一个二维的int矩阵其实是一个数组数组，所以矩阵占用的空间是

• （5 x 4 字节整数 + 12 字节数组头）x 5。
• 5 x 4 字节引用 + 12 字节数组头
• 共 192 个字节

（以上假设 32 位 JVM 和 典型 数组标头大小。这些是特定于平台的假设，但对于任何 JVM 平台，您应该能够将它们与特定性联系起来。对于 Oracle从 Java 6 开始的 HotSpot / OpenJDK JVM，任何人都可以查看源代码。）

当然请注意，随着数组/矩阵变大，int[N^2] 与 int[N][N] 的相对节省会变小。

Answer 2

您的问题可能暗示代码中存在隐藏问题，而不是“内存不足问题”。堆内存没有这么快完成，你需要你的代码非常重才能到达那里。

不过，我敢说将二维矩阵更改为数组不会对内存使用量产生太大影响。 说到哪 - 实现高维数组（2 及以上）的 2 种最常见的方法是 1）将其切片为一维数组，然后使用公式：

arr[a][b].. = arr[a+b+..]

2) 使用指向指针的指针，然后你得到一个指针数组，它指向另一个指针数组，依此类推，直到最后一级是真实对象

这就是说，（再次，大胆），Java 可能已经在幕后将矩阵分割成一维数组。

无论如何，我高度怀疑您的代码中存在内存泄漏，或者没有结束递归，或者上述情况的组合。在尝试实施您的建议之前尝试看看您不在那里。