Java 字符串与字符[]

我有一些来自IBM的幻灯片，名为：，也就是说，当我们使用

String

而不是

char[]

时

单个字符的最大开销为24:1

但我无法理解这里指的是什么开销。有人能帮忙吗

来源：

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在JVM中，字符变量存储在单个16位内存分配中，对该Java变量的更改将覆盖相同的内存位置。这使得创建或更新字符变量的速度非常快，内存也非常便宜，但与字符串中使用的静态分配相比，JVM的开销会增加

JVM将Java字符串存储在可变大小的内存空间（本质上是一个数组）中，该内存空间的大小与创建string对象或首次为string对象赋值时字符串的大小完全相同（字符串终止字符加1）。因此，一个初始值为“HELP！”的对象将被分配96位的存储空间（6个字符，每个16位大小）。这个值被认为是不可变的，允许JVM内联对该变量的引用，使得静态字符串分配非常快速、紧凑，并且从JVM的角度来看非常有效

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此图与JDK 6-32位相关

jdk6 在Java-7之前的世界字符串中，字符串被实现为指向

char[]

数组区域的指针：

// "8 (4)" reads "8 bytes for x64, 4 bytes for x32"

class String{      //8 (4) house keeping + 8 (4) class pointer
    char[] buf;    //12 (8) bytes + 2 bytes per char -> 24 (16) aligned
    int offset;    //4 bytes                     -> three int
    int length;    //4 bytes                     -> fields align to
    int hash;      //4 bytes                     -> 16 (12) bytes
}

于是我数了数：

36 bytes per new String("a") for JDK 6 x32  <-- the overhead from the article
56 bytes per new String("a") for JDK 6 x64.

所以它是：

28 bytes per String for JDK 7 x32 
48 bytes per String for JDK 7 x64.

更新

有关

3.75:1

比率，请参见下文@Andrey的解释。随着字符串长度的增加，该比例降至1

有用链接：

• -获取对象大小的简单技术

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我从旧的stackoverflow中读到的答案无法得到。 在Oracle的JDK中，字符串有四个实例级字段：

A character array
An integral offset
An integral character count
An integral hash value

这意味着每个字符串都会引入一个额外的对象引用（字符串本身），以及字符数组本身之外的三个整数。（偏移量和字符计数允许在通过String#substring（）方法生成的字符串实例之间共享字符数组，这是一些其他Java库实现者避免的设计选择。）除了额外的存储成本之外，还有一个更高级别的访问间接性，更不用说字符串保护其字符数组的边界检查了

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如果您可以只分配和使用基本字符数组，那么就可以在那里节省空间。但在Java中这样做肯定不是惯用的；明智的评论将有助于证明选择的合理性，最好是提及描述差异的证据。

我将尝试解释源文章中引用的数字

本文描述的对象元数据通常包括：类、标志和锁

类和锁存储在对象头中，在32位VM上占用8个字节。我还没有找到任何关于JVM实现的信息，这些实现在对象头中有标志信息。可能是这样的，它存储在外部的某个地方（例如，由垃圾收集器计算对对象的引用等）

因此，假设本文讨论的是某个x32 AbstractJVM，它使用12字节的内存来存储有关对象的元信息

对于

char[]

我们有：

• 12字节的元信息（x32 JDK 6上8字节，x64 JDK上16字节）
• 数组大小为4字节
• 存储的每个字符有2个字节
• 如果字符数为奇数，则对齐2字节（在x64 JDK上：

  2*（4-（长度+2）%4）

  ）

对于

java.lang.String

我们有：

• 12字节的元信息（x32 JDK6上8字节，x64 JDK6上16字节）
• 字符串字段为16字节（JDK6为16字节，JDK7为8字节）
• 如上所述，存储char[]所需的内存

因此，让我们计算一下将

“MyString”

存储为

String

对象需要多少内存：

12 + 16 + (12 + 4 + 2 * "MyString".length + 2 * ("MyString".length % 2)) = 60 bytes.

另一方面，我们知道，要仅存储数据（不包含数据类型、长度或任何其他信息），我们需要：

开销为

60/16=3.75

同样，对于单字符数组，我们得到“最大开销”：

12 + 16 + (12 + 4 + 2 * "a".length + 2 * ("a".length % 2)) = 48 bytes
2 * "a".length = 2 bytes
48 / 2 = 24

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按照文章作者的逻辑，当我们存储一个空字符串时，最终实现了值无穷大的最大开销：）。

您也可以添加对源代码的引用吗？请看一些IBM的幻灯片，名为：从Java代码到Java堆：了解应用程序的内存使用情况，没有URL将此信息添加到问题中，而不是含糊不清的“某处”，这很好：）对于内存性能，我并不认为JVM需要终止字符though@ratchetfreak注意，如果您有空终止符，那么在JVM的保护下，您可以轻松地使用一些C库函数对字符串进行操作。至少，这是Python实现带有字符串长度字段和空终止符的字符串的原因之一。可能与Java的原因相同。总的来说，有时候有一些冗余是很方便的。这不是一个很好的参考

char[]

不存储零终止符。Python是另一个故事，它更面向C。@MarkoTopolnik可能是当您分配一个字符[n]时，jvm将分配一个带有空终止符的额外位置的数组，但这是一个实现细节，我知道现在发生了什么。也许你应该在答案中稍微说明一下这一点。我感到困惑，所以我相信其他人可能会。您显示的是字符串的大小，而不是字符的大小[1]。这两种方法都是必要的ratio@Darkhogg自从Java7更新6以来，它就已经消失了。@Darkhogg邮件列表上有一些东西；关键是它造成的伤害大于好处。@Darkhogg是的，运气不好，它伤害了一些用例。另一方面，对于小型stri，它更透明、更可预测、更节省空间

2 * "MyString".length = 16 bytes

12 + 16 + (12 + 4 + 2 * "a".length + 2 * ("a".length % 2)) = 48 bytes
2 * "a".length = 2 bytes
48 / 2 = 24