用于内存减少的Java整数标志和按位运算

使用整数标志和按位运算是减少高容量对象的内存占用的有效方法吗？

• 记忆足迹

  我的理解是，通常将boolean存储为JVM实现中的int 。 它是否正确？ 在这种情况下，32个标志肯定代表了大量的内存占用减少。

  虽然JVM实现当然有所不同，但情况可能并非总是如此。

• 性能

  我的理解是，CPU是非常数字驱动的，并且按位操作与计算中的内容一样高效。

  在布尔运算中使用按位运算会有性能损失 – 甚至增益吗？

• 备择方案

  有没有更好的方法来完成同样的事情？ Enum是否允许组合标志，即FLAGX = FLAG1 | FLAG2 FLAGX = FLAG1 | FLAG2 ？

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示例代码

注意最后一个方法propogateMove()是递归的，可能每秒被调用数百次，并且直接影响我们应用程序的响应性，因此使用标志来避免逻辑位并调用其他方法。

 // FLAGS helper functions private final void setclear(int mask, boolean set) { if (set) set(mask); else clear(mask); } private final void set(int mask) { flags |= mask; } private final void clear(int mask) { flags &= ~mask; } private final boolean test(int mask) { return ((flags & mask) == mask); } // Flags ////////////////////////////////////////////////////////////////////// private static final boolean HORIZONTAL = true; private static final boolean VERTICAL = false; private static final int ORIENT = 0x00000001; private static final int DISPLAY = 0x00000002; private static final int HSHRINK = 0x00000004; private static final int VSHRINK = 0x00000008; private static final int SHRINK = HSHRINK | VSHRINK; private static final int TILE_IMAGE = 0x00000010; private static final int CURSOR = 0x00000020; private static final int MOUSEINSIDE = 0x00000040; private static final int MOUSEINSIDE_BLOCKED = 0x00000080; private static final int CONSTRAIN = 0x00000100; private static final int CONSTRAIN_DESCENDENT = 0x00000200; private static final int PLACE = 0x00000400; private static final int PLACE_DESCENDENT = 0x00000800; private static final int REFLOW = CONSTRAIN | CONSTRAIN_DESCENDENT | PLACE | PLACE_DESCENDENT; private static final int PACK = 0x00001000; private static final int CLIP = 0x00002000; private static final int HAS_WIDTH_SLACK = 0x00004000; private static final int HAS_HEIGHT_SLACK = 0x00008000; private static final int ALIGN_TOP = 0x00010000; private static final int ALIGN_BOTTOM = 0x00020000; private static final int ALIGN_LEFT = 0x00040000; private static final int ALIGN_RIGHT = 0x00080000; private static final int ALIGNS = ALIGN_TOP | ALIGN_BOTTOM | ALIGN_LEFT | ALIGN_RIGHT; private static final int ALIGN_TOPLEFT = ALIGN_TOP | ALIGN_LEFT; private static final int ALIGN_TOPRIGHT = ALIGN_TOP | ALIGN_RIGHT; private static final int ALIGN_BOTTOMLEFT = ALIGN_BOTTOM | ALIGN_LEFT; private static final int ALIGN_BOTTOMRIGHT = ALIGN_BOTTOM | ALIGN_RIGHT; private static final int ENTER_TRAP = 0x00100000; private static final int LEAVE_TRAP = 0x00200000; private static final int _MOVE_TRAP = 0x00400000; private static final int MOVE_TRAP = 0x00800000; private static final int CHILDREN_READ_TRAP = 0x01000000; private static final int CHILDREN_TRAP = 0x02000000; private static final int PLACE_CLEAN = 0x03000000; private static final int SHRINK_TRAP = 0x04000000; private static final int HSHRINK_TRAP = 0x10000000; private static final int VSHRINK_TRAP = 0x20000000; //private static final int UNUSED = 0x40000000; //private static final int UNUSED = 0x80000000; // Flags in switch //////////////////////////////////////////////////////////// /** get align value as a string from align flags */ private JS alignToJS() { switch(flags & ALIGNS) { case (ALIGN_TOPLEFT): return SC_align_topleft; case (ALIGN_BOTTOMLEFT): return SC_align_bottomleft; case (ALIGN_TOPRIGHT): return SC_align_topright; case (ALIGN_BOTTOMRIGHT): return SC_align_bottomright; case ALIGN_TOP: return SC_align_top; case ALIGN_BOTTOM: return SC_align_bottom; case ALIGN_LEFT: return SC_align_left; case ALIGN_RIGHT: return SC_align_right; case 0: // CENTER return SC_align_center; default: throw new Error("This should never happen; invalid alignment flags: " + (flags & ALIGNS)); } } // Flags in logic ///////////////////////////////////////////////////////////// private final boolean propagateMove(int mousex, int mousey) throws JSExn { // start with pre-event _Move which preceeds Enter/Leave if (test(_MOVE_TRAP)) { if (Interpreter.CASCADE_PREVENTED == justTriggerTraps(SC__Move, JSU.T)) { // _Move cascade prevention induces Leave propagateLeave(); // propagate cascade prevention return true; } } // REMARK: anything from here on in is a partial interruption relative // to this box so we can not call propagateLeave() directly upon it int i; boolean interrupted = false; if (!test(PACK)) { // absolute layout - allows for interruption by overlaying siblings for (Box b = getChild(i=treeSize()-1); b != null; b = getChild(--i)) { if (!b.test(DISPLAY)) { continue; } if (interrupted) { b.propagateLeave(); continue; } int b_mx = mousex-getXInParent(b); int b_my = mousey-getYInParent(b); if (b.inside(b_mx, b_my)) { if (b.propagateMove(b_mx, b_my)) { interrupted = true; } } else { b.propagateLeave(); } } } else { // packed layout - interrupted still applies, plus packedhit shortcut boolean packedhit = false; for (Box b = getChild(i=treeSize()-1); b != null; b = getChild(--i)) { if (!b.test(DISPLAY)) { continue; } if (packedhit) { b.propagateLeave(); continue; } int b_mx = mousex-getXInParent(b); int b_my = mousey-getYInParent(b); if (b.inside(b_mx, b_my)) { packedhit = true; if (b.propagateMove(b_mx, b_my)) { interrupted = true; } } else { b.propagateLeave(); } } } // child prevented cascade during _Move/Move which blocks // Enter on this box - invoking Leave if necessary if (interrupted) { if (test(MOUSEINSIDE)) { if (!test(MOUSEINSIDE_BLOCKED)) { // mouse previously inside, now blocked so invoke Leave set(MOUSEINSIDE_BLOCKED); if (test(LEAVE_TRAP)) { justTriggerTraps(SC_Leave, JSU.T); } } } else { // mouse not previously inside, Enter not yet triggered, so // do not invoke Leave set(MOUSEINSIDE); set(MOUSEINSIDE_BLOCKED); } // propagate cascade prevention return true; } // set cursor if applicable to this box if (test(CURSOR)) { Surface s = getSurface(); if (s!=null && !s.cursorset) { s.cursor = JSU.toString(getAndTriggerTraps(SC_cursor)); s.cursorset = true; } } // fire Enter traps if (!test(MOUSEINSIDE)) { set(MOUSEINSIDE); if (test(ENTER_TRAP)) { justTriggerTraps(SC_Enter, JSU.T); } } // finish post-event Move which follows Enter/Leave if (test(MOVE_TRAP)) { if (Interpreter.CASCADE_PREVENTED == justTriggerTraps(SC_Move, JSU.T)) { // propagate cascade prevention return true; } } // propagation uninterrupted return false; } 

Answer 1

我的理解是，通常将布尔值存储为JVM实现中的int。 它是否正确？

当然，它取决于JVM的实现，但对于主流CPU的实现可能也是如此。

在这种情况下，32个标志肯定代表了大量的内存占用减少。

如果你在一个类中实际拥有32个标志，并且该类的实例数量很多，那么。 如果你从来没有超过几百个实例，那就不值得担心了。

我的理解是，CPU是非常数字驱动的，并且按位操作与计算中的内容一样高效。

这是真的。

在布尔运算中使用按位运算会有性能损失 – 甚至增益吗？

这还取决于内存使用情况。 如果只使用少量对象进行非常密集的操作，按位操作可能会减慢速度。 如果你有很多对象，由于更好的缓存行为，减少的内存可能会大大提高性能。

有没有更好的方法来完成同样的事情？ Enum是否允许组合标志，即FLAGX = FLAG1 | FLAG2？

您可以（并且应该）使用BitSet ，而不是自己进行按位操作。 是的，如果您可以使用Enums和EnumSet ，它会更加清晰，但是如果您有许多枚举，每个枚举都包含少量元素，那么由于多个EnumSet实例的开销，它可能不会产生所需的内存节省。 。

Answer 2

是的，布尔值存储为32位int。 方法签名区分布尔值和整数，但是否则它们被视为相同。 这是JVM字节代码规范的一部分。

Java上的按位操作直接映射到CPU上的单个指令，它执行相同的按位操作，因此确实非常快。 当然，将每个值保存在自己的32位字中会更快（然后您根本不需要执行任何按位操作）。 您将使用您的方法节省内存并花费更多CPU周期。

Java没有用于组合枚举的运算符，我也看不出它有什么意义…

Answer 3

使用整数标志和按位运算是减少高容量对象的内存占用的有效方法吗？

如果一个对象有大量的这些标志并且有大量的这些对象（或减少堆使用是一个关键问题）那么这可能是一个值得的微优化。 否则没有（IMO）。

这样做的问题在于它使您的代码更难以阅读并且更加脆弱。 因此，如果内存使用是一个关键问题，那么你真的应该只考虑它。

Answer 4

因为你不能相信布尔值存储为位或整数（我认为后者是实际的实现），是的，我认为位掩码和标志确实提高了性能。

我在一些项目中使用过它们。 它们的可读性较差，但我从不介意，因为我的观点是每个程序员都应该理解二进制表示法和算术。

只是一个建议：对于java 7，我们可以像这样定义数字文字：

  private static final int ENTER_TRAP = 0b00000000000100000000000000000000; 

甚至像这样：

  private static final int ENTER_TRAP = 0b0000_0000_0001_0000_0000_0000_0000_0000;