Java 最小化内存使用的类设计：如果对象实例变量（非原语）为null，它是否仍使用必要的引用字节？

我目前正在设计一种数据结构，在这种结构中，我试图将内存消耗降到最低。我有几个实例变量可能为null，具体取决于节点在Trie中的位置。我开始创建单独的类（有实例变量的类和没有实例变量的类），这样我就不会浪费大量的空引用空间了。。。但后来我开始怀疑jvm是如何工作的。如果对象引用为null，它是否仍然会消耗掉全部8个字节（假设为x64 arch），或者它是否有更理想的方式来存储null引用？

答案是肯定的，它仍然使用必要的字节。 在Java中，null只是一个引用可以拥有的值。这意味着引用没有任何内容。在这种情况下，仍然会使用引用的空间。在32位系统上为4字节，在64位系统上为8字节

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请参见

类和超类也使用一些字节

如果你真的想避免大部分内存使用，我建议使用FlyWeight模式

（想法：重用相同的不可变对象；让工厂创建并缓存它们）

您的代码变得有点复杂，这是不好的。但是你可以节省很多内存

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另一种选择是处理更简单的类型（而不是对象）。 不过，这不太实际，您必须在数据外部执行所有操作。。。

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因此，我更喜欢FlyWeight。

我几乎可以肯定，JVM在

null

引用中使用的空间与在其他引用中使用的空间一样多。如果你有一个对象，比如说3个引用字段，你把中间的一个空了，我不认为任何虚拟机都能移动第三个并保存4个或8个字节（然后，当你把<代码> null <代码>改成别的东西时，它就必须再次移动东西了）。如果这在技术上是可行的，那就不值得了——额外的计算成本和代码复杂性将扼杀任何潜在的收益。另外，部分由于C语言的传统，在大多数机器上，位等于0的指针在非常低的级别上充当NULL，因此

NULL

引用有一个相当明显的表示形式

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在Oracle/Sun JDK上，如果堆小于16 GB（无论引用是否为

null

），您可以使用命令行参数在64位上引用4字节而不是8字节。我们可以应用简单的数学：假设您有一个字段类型为

int

，在任何体系结构上都是4字节，它可以是未定义的（这取决于用例字段必须取什么值才能理解它是未定义的）。现在，如果已定义，则使用4个字节。如果未定义，则浪费4个字节

假设您将其包装到对象中。现在，如果定义了字段，它将使用4或8个字节作为指针（取决于JVM比特数和使用

-XX:+UseCompressedOops

打开或关闭的指针压缩）。具有单个4字节字段的对象将消耗16字节，而不考虑位数（对象在32位和64位Java运行时都将占用16字节，因为它包含8或12字节的对象头和4字节的值，并且使用的内存与最近的8字节对齐）

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总之，如果你坚持使用原语，你将使用4个字节。如果将单个

int

包装到一个对象中，如果字段有值，则将使用20或24个字节；如果值为空，则为4或8字节。

我认为对象引用仍然被分配（8字节），但没有为对象本身分配内存。但是我不知道，所以我对答案很感兴趣。这只是实现空引用的一种可能的方法。如何阻止JVM以不同的方式进行操作？