Java 高效地存储许多组件的布尔事件的简短历史记录

作为前言，我对这个问题的设计没有影响，我也不能给出很多关于技术背景的细节

假设我有很多相同类型的组件，它们定期获取布尔事件，我需要保存这些布尔事件的简短历史记录

我的一位同事使用apachecommons中的数据结构类型

Map

，编写了一个相当简单的实现。代码是可以工作的，但是考虑到泛型在Java中的工作方式和使用的维度，这是非常低效的，因为它存储了对两个单例布尔对象之一的引用，而不仅仅是一个位

通常有大约100K个组件，历史记录应该包含5-10个最新的布尔值（可能会发生变化，但可能不会大于10）。这目前意味着仅为这些历史地图分配了大约1.5GB的RAM。此外，这些更改发生得相当频繁，因此如果可能的话，提高CPU效率不会有任何影响

一个明显的变化是将历史移动到组件类中，以消除HashMap引起的开销

更复杂的问题是如何有效地存储最后几个布尔值。 一种可能的方法是使用，但由于它们使用

long[]

作为其底层数据结构，我怀疑这是否是存储本质上是5位的数据的最有效方法

另一种选择是直接使用整数并移动值作为删除旧条目的方法。所以基本上

int历史=0；
公共无效集（整型长度，布尔型活动）{
如果（活动）{
历史|=1；
}

这段代码还没有经过测试。我不知道它有多高效或者是否有效，但这正是我的想法

但与使用5位内存存储5位数据的最佳情况相比，这仍然会导致相当大的开销

如果不同组件的历史记录存储在一个连续数组中，则可以实现一些额外的保存，但我不确定如何处理一个巨大的连续位集，或者一个大字节[]，其中每个字节表示一个bool历史记录，如上所述

---

这是一个非常特殊的问题，如果有任何建议，我都会非常高兴。

抛开我相信你会克服的比特操作，请想想效率有多高就足够了

每一个例子

class Foo {}

分配。所以如果你要介绍

class ComponentHistory {
  private final int bits;
}

这是20个字节

如果将

int

替换为

byte

，则仍然是20个字节：

byte

类型由JVM（至少）

如果您在某处定义了一个全局位数组，并从

ComponentHistory

中引用它，则引用本身位于

基本上，你赢不了：）

---

但请考虑：如果你使用了你已经概述过的最简单的方法，它产生了简单的可读代码，你的100K组件历史将占用2MB的RAM -从当前的1.5 GB级别节省大量。具体来说，你已经节省了1498MB。

---

假设你真的发明了一种笨重但有效的方法，每个历史记录只存储5位。然后你需要500Kb=60KB来存储所有历史记录。在1.5GB的基线下，你现在节省了1499.94MB。节省提高了0.1%。这有关系吗？通常情况下，我不希望在牺牲时间的同时过度优化简单性。

如果你只处理5位，你可以使用

字节而不是
int
。然后你可以
历史记录&=0b11111
来清除旧的条目。但是，在这一点上，任何优化都是最小的，可能不会影响你的性能和/或内存占用。你能给每个
组件一个索引吗
？为什么要将它们存储在
映射中？@BenjaminUrquhart感谢您的建议，但这在Java中实际上并没有什么区别（如果我错了，请纠正我）。由于内存对齐，字节成员（甚至是布尔值）无论如何都将使用32位进行存储。@Federicoperaltachaffner正如我个人所说，我不会将它们存储在映射中，这就是现在的方式。组件实际上已经被索引。我认为我现在最好的选择是使用字节数组，其中每个字节代表组件的历史。如果您已经拥有所有组件索引d（或者可以以某种方式实现），我会使用一个大的
位集来存储所有组件，也就是说，我会使用10位来表示每个组件的历史