Boolean java размер памяти

Java/Типы данных

В Java есть 8 примитивных типов, которые делят на 4 группы, вот они:

1. Целые числа — byte, short, int, long
2. Числа с плавающей точкой (иначе вещественные) — float, double
3. Логический — boolean
4. Символьный — char

Целочисленные типы [ править ]

Целочисленные типы различаются между собой только диапазонами возможных значений, например, для хранения номера элемента в таблице Менделеева пока хватит переменной типа byte.

Тип	Размер (бит)	Диапазон
byte	8 бит	от -128 до 127
short	16 бит	от -32768 до 32767
char	16 бит	беззнаковое целое число, представляющее собой символ UTF-16 (буквы и цифры)
int	32 бит	от -2147483648 до 2147483647
long	64 бит	от -9223372036854775808L до 9223372036854775807L

Пример использования целочисленных типов:

public class IntegralTypes  public static void main(String[] args)  byte b = 216; // Вот тут будет ошибка, т.к. у нас диапазон от -128 до 127! short s = 1123; int i = 64536; long l = 2147483648L; // Постфикс l или L обозначает литералы типа long System.out.println(i); System.out.println(b); System.out.println(s); System.out.println(l); > > 

Символы тоже относят к целочисленным типам из-за особенностей представления в памяти и традиций.

public class Characters  public static void main(String[] args)  char a = 'a', b, c = 'c'; b = (char) ((a + c) / 2); // Можно складывать, вычитать, делить и умножать // Но из-за особенностей арифметики Java результат приходится приводить к типу char явно System.out.println(b); // Выведет символ 'b' > > 

Типы с плавающей точкой [ править ]

public class FloatingPointTypes  public static void main(String[] args)  double a, b = 4.12; a = 22.1 + b; float pi = 3.14f; // При использовании типа float требуется указывать суффикс f или F // так как без них типом литерала будет считаться double float anotherPi = (float) 3.14; // Можно привести явно double c = 27; double d = pi * c; System.out.println(d); > > 

Логический тип [ править ]

Тип	Размер (бит)	Значение
boolean	8 (в массивах), 32 (не в массивах используется int)	true (истина) или false (ложь)

В стандартной реализации Sun JVM и Oracle HotSpot JVM тип boolean занимает 4 байта (32 бита), как и тип int. Однако, в определенных версиях JVM имеются реализации, где в массиве boolean каждое значение занимает по 1-му байту.

Ссылочные [ править ]

Ссылочные типы — это все остальные типы: классы, перечисления и интерфейсы, например, объявленные в стандартной библиотеке Java, а также массивы.

Строки [ править ]

Строки это объекты класса String, они очень распространены, поэтому в некоторых случаях обрабатываются отлично от всех остальных объектов. Строковые литералы записываются в двойных кавычках.

public class Strings  public static void main(String[] args)  String a = "Hello", b = "World"; System.out.println(a + " " + b); // Здесь + означает объединение (конкатенацию) строк // Пробел не вставляется автоматически // Строки конкатенируются слева направо, надо помнить это когда соединяешь строку и примитив String c = 2 + 2 + ""; // "4" String d = "" + 2 + 2; // "22" d = "" + (2 + 2); // а теперь d тоже "4" String foo = "a string"; String bar = "a string"; // bar будет указывать на тот же объект что и foo String baz = new String("a string"); // Чтобы гарантированно создать новую строку надо вызвать конструктор System.out.println("foo == bar ? " + (foo == bar)); // == сравнивает ссылки на объекты System.out.println("foo равен bar ? " + (foo.equals(bar))); // Метод equals служит для проверки двух объектов на равенство System.out.println("foo == baz ? " + (foo == baz)); System.out.println("foo равен baz ? " + (foo.equals(baz))); > > 

Эта программа выведет:
Hello World
foo == bar ? true
foo равен bar ? true
foo == baz ? false
foo равен baz ? true

Обертки [ править ]

Если требуется создать ссылку на один из примитивных типов данных, необходимо использовать соответствующий класс-обертку. Также в таких классах есть некоторые полезные методы и константы, например минимальное значение типа int можно узнать использовав константу Integer.MIN_VALUE. Оборачивание примитива в объект называется упаковкой (boxing), а обратный процесс распаковкой (unboxing).

Тип	Класс-обертка
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
char	Character
float	Float
double	Double
boolean	Boolean

int i; Integer boxed; // Обычное создание объекта boxed = new Integer(i); // Фабричный метод boxed = Integer.valueOf(i); // Автоматическая упаковка, компилятор просто вставит вызов Integer.valueOf boxed = i; 

Рекомендуется использовать valueOf, он может быть быстрее и использовать меньше памяти потому что применяет кэширование, а конструктор всегда создает новый объект.

Получить примитив из объекта-обертки можно методом Value.

Integer boxed; int i; // Явная распаковка i = boxed.intValue(); // Автоматическая распаковка i = boxed; 

Источник

Тайны самого простого типа в Java

На одном из собеседований мне задали вопрос: так, сколько байт занимает переменная типа boolean в памяти? А типа Boolean?

Я, не долго думая, выпалил, что, мол о каких байтах речь, наверняка boolean в Java занимает 1 БИТ, а восемь флажков так и вообще 1 БАЙТ.

Мне сказали, что я не прав, в Java все иначе и вообще, идите, учите матчасть.

Типы в Java и их размеры

Я думаю вы часто встречали что-то вроде такого:

Type	Size in Bytes	Range
byte	1 byte	-128 to 127
short	2 bytes	-32,768 to 32,767
int	4 bytes	-2,147,483,648 to 2,147,483, 647
long	8 bytes	-9,223,372,036,854,775,808 to 9,223,372,036,854,775,807
float	4 bytes	approximately ±3.40282347E+38F (6-7 significant decimal digits) Java implements IEEE 754 standard
double	8 bytes	approximately ±1.79769313486231570E+308 (15 significant decimal digits)
char	2 byte	0 to 65,536 (unsigned)
boolean	not precisely defined*	true or false

Табличка, где boolean стыдливо обходится стороной и замалчивается как бедный родственник, отсидевший в тюрьме за кражу поддельного айфона из перехода.

Согласно официальному туториалу от Sun/Oracle мы видим следующую картину для народных масс: boolean представляет 1 бит информации, но размер остается на совести того, кто воплощает спеку JVM.

Заглядывая в спеку JVM

Собственно в спеке, на одной из первых страниц [стр.20], мы видим приписку, что, мол boolean в ранних спеках и за тип не считался, настолько он специфический. Впрочем, параграф 2.3.4, приоткрывает завесу тайны над идеями имплементации boolean на конкретной виртуальное машине.

There are no Java Virtual Machine instructions solely dedicated to operations on boolean values. Instead, expressions in the Java programming language that operate on boolean values are compiled to use values of the Java Virtual Machine int data type.

Т.е. нам ясно говорят, что в целом boolean внутренне — это типичный 4-байтовый int. Соответственно, переменная типа boolean, скорее всего будет занимать 4 байта (в 32 раза больше, чем само значение, которое она презентует).

Проверяя bytecode

public class Sample < public static void main(String[] args) < boolean flag = true; flag = false; > > 

и поглядим в его bytecode

// class version 52.0 (52) // access flags 0x21 public class experiment/Sample < // compiled from: Sample.java // access flags 0x1 public ()V L0 LINENUMBER 3 L0 ALOAD 0 INVOKESPECIAL java/lang/Object. ()V RETURN L1 LOCALVARIABLE this Lexperiment/Sample; L0 L1 0 MAXSTACK = 1 MAXLOCALS = 1 // access flags 0x9 public static main([Ljava/lang/String;)V L0 LINENUMBER 5 L0 ICONST_1 ISTORE 1 L1 LINENUMBER 6 L1 ICONST_0 ISTORE 1 L2 LINENUMBER 7 L2 RETURN L3 LOCALVARIABLE args [Ljava/lang/String; L0 L3 0 LOCALVARIABLE flag Z L1 L3 1 MAXSTACK = 1 MAXLOCALS = 2 > 

Мы видим тут замечательные ICONST_1/ICONST_0 — это специальные инструкции для JVM, чтобы положить на стек 1 и 0, соответственно. Т.е. good-old true/false превращаются в 1 и 0. А нам еще запрещают в java писать выражения ‘true + 1’

INT? Ну серьезно? Почему не short или byte? Почему огромный многословный int? Это вызывает вопросы, на которые я попробую ответить ближе к концу статьи.

А массивы?

Кажется, что должно быть все грустно. Массив из десятка boolean будет занимать столько же места, что и массив из десятка int-ов. Как бы не так!

В той же спеке, в параграфе 2.3.4, говорится

The Java Virtual Machine does directly support boolean arrays. Its newarray instruction (§newarray) enables creation of boolean arrays. Arrays of type boolean are accessed and modified using the byte array instructions baload and bastore (§baload, §bastore).

Поглядим байткод для одного такого массива с парочкой изменяемых элементов.

 boolean[] flags = new boolean[100000]; flags[99999] = false; flags[88888] = true && false; 

// class version 52.0 (52) // access flags 0x21 public class experiment/Sample < // compiled from: Sample.java // access flags 0x1 public ()V L0 LINENUMBER 5 L0 ALOAD 0 INVOKESPECIAL java/lang/Object. ()V RETURN L1 LOCALVARIABLE this Lexperiment/Sample; L0 L1 0 MAXSTACK = 1 MAXLOCALS = 1 // access flags 0x9 public static main([Ljava/lang/String;)V L0 LINENUMBER 9 L0 LDC 100000 NEWARRAY T_BOOLEAN ASTORE 1 L1 LINENUMBER 10 L1 ALOAD 1 LDC 99999 ICONST_0 BASTORE L2 LINENUMBER 11 L2 ALOAD 1 LDC 88888 ICONST_0 BASTORE L3 LINENUMBER 14 L3 RETURN L4 LOCALVARIABLE args [Ljava/lang/String; L0 L4 0 LOCALVARIABLE flags [Z L1 L4 1 MAXSTACK = 3 MAXLOCALS = 2 > 

Ура, новые операции видны. Впрочем наши любимые ICONST_0 никто не отменял.

Там же идет мелким шрифтом, как часть контракта, которую никто не читает

In Oracle’s Java Virtual Machine implementation, boolean arrays in the Java programming language are encoded as Java Virtual Machine byte arrays, using 8 bits per boolean element.

Грубо говоря, парни, на правильных JVM все не так плохо и мы можем сэкономить на счетах за электричество.

Уже британскими учеными разработаны новейшие инструкции для загрузки и выгрузки значений в такой массив, да и сам массив будет задействовать только по 1 байту на элемент.

Ну что, неплохо, но надо проверять.

Я давно не доверяю методам замера памяти а-ля Runtime.getRuntime().freeMemory(), поэтому я воспользовался библиотечкой JOL из состава OpenJDK.

  dependency> groupId>org.openjdk.jol groupId> artifactId>jol-core artifactId> version>0.8 version> dependency> 

Там есть простая возможность узнать размеры элемента массива для вашей конкретной JVM

 System.out.println(VM.current().details()); 

Результат оказался ожидаемым, наш элемент и вправду занимает 1 байт на моей машине вместе с Oracle JDK 1.8.66

# Running 64-bit HotSpot VM. # Using compressed oop with 3-bit shift. # Using compressed klass with 3-bit shift. # Objects are 8 bytes aligned. # Field sizes by type: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes] # Array element sizes: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes] 

А что насчет типа Boolean?

Вот уж кто, наверное, жрет памяти за обе щеки.

А вот и нет, вполне себе скромный честный труженик с тратой памяти на заголовок и выравнивание

header: 8 bytes value: 1 byte padding: 7 bytes ------------------ sum: 16 bytes 

Что же делать?

Ну если вам нужен именно тип boolean, он у вас во всех сигнатурах и т.д. — то ничего не делать, сидеть на попе ровно и ждать 50 релиза Java, может там престарелый Леша Шиппелoff научится распихивать свои стринги по карманам boolean.

Если дело только в эффективных структурах данных, то даже в самой Java есть кое-что на закуску. Это https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/BitSet.html

Это структура данных, умеющая оперировать набором логических значений как набором бит. Впрочем с boolean она несовместима. Ее можно использовать для эффективного представления в памяти достаточно больших наборов.

import java.util.BitSet; public class BitSetDemo < public static void main(String args[]) < BitSet bits1 = new BitSet(16); BitSet bits2 = new BitSet(16); // set some bits for(int i = 0; i < 16; i++) < if((i % 2) == 0) bits1.set(i); if((i % 5) != 0) bits2.set(i); > System.out.println("Initial pattern in bits1: "); System.out.println(bits1); System.out.println("\nInitial pattern in bits2: "); System.out.println(bits2); // AND bits bits2.and(bits1); System.out.println("\nbits2 AND bits1: "); System.out.println(bits2); // OR bits bits2.or(bits1); System.out.println("\nbits2 OR bits1: "); System.out.println(bits2); // XOR bits bits2.xor(bits1); System.out.println("\nbits2 XOR bits1: "); System.out.println(bits2); > > 

Initial pattern in bits1: Initial pattern in bits2: bits2 AND bits1: bits2 OR bits1: bits2 XOR bits1: <> 

Почему сразу не сделали хорошо?

Во-первых, я думаю дело в том, что адресоваться к битам неудобно и сложно. Все заточено под байты — адресная арифметика, всякие машинные команды и прочее. Очень сложно подойти к биту и попытаться выполнить на нем какое-то адресное смещение. Да и вряд ли такая операция будет дешевой — мы все равно будем тратиться на обращение к байту и поиск в нем искомого бита., чтобы установить его или сбросить.

Во-вторых, и byte и short не являются полноценными численными типами, над ними довлеет проклятие int и его целочисленных операций, вряд ли бы мы смогли существенно сэкономить, перегоняя boolean->byte->int

results matching » «

No results matching » «

Источник