Java 应用程序中每个类的成本 - 更少的大类或几个更小的类

Question

对于添加到 Java 应用程序的每个新类，内存成本是多少？

• 是拥有 5000 多个行的大型类还是几个 500-1000 个行的类更好（如果它们都已加载）
• 每次实例化一个 Object 时，唯一的额外内存使用确实是用于实例变量引用
• 对于一个没有实例变量的 5000 行类，加载该类时的成本规模是多少。类文件的大小是一个粗略的近似值吗？
• jar 文件的大小是否表明类将占用的通常或最大内存大小？

在 cruftex 的回答后编辑： 这是我对类拆分的理解：

• 分割成逻辑块可以很好地提高代码重用和 减少行数
• 它还使其更易于理解和 维护代码

这是我现在对类加载的理解：

• 第一次使用时类被加载到内存中（使用的内存大致是类文件的大小）
• 如果使用 JIT，JIT 编译器会创建一些额外的机器友好的二进制版本，这会使用更多的内存
• 如果使用 Hotspot，则仅使用机器友好版本对一些常用类进行优化（以平衡内存和速度）
• 加载类后，创建额外实例的开销可以忽略不计（大约 50-100 字节？）（假设没有实例变量）
• 一旦加载了一个类，该类本身就永远不会被垃圾回收

大致是这样工作的吗？

Answer 1

对于添加到 Java 应用程序的每个新类，内存成本是多少？

通常没关系。一般来说，各种形式的代码只占用了总内存使用的一小部分（例如 5%）。因此，即使您确实设法将代码大小减少了一半，总体内存使用量也只会略微减少。

相比之下，过长的源文件会使代码库难以导航，而较大的作用域则更难了解类的确切作用以及某个更改是否安全。因此，较长的源文件会使修改代码的成本显着增加且容易出错。

• 第一次使用时类被加载到内存中（使用的内存大致是类文件的大小）

正确。

• 如果使用 JIT，JIT 编译器会创建一些额外的机器友好的二进制版本，这会使用更多的内存
• 如果使用 Hotspot，则仅使用机器友好版本对一些常用类进行优化（以平衡内存和速度）

Hotspot 是一个 JIT，所以你在这里重复自己。但是，是的，JIT 确实会增加代码大小（但速度会更快）。

加载类后，创建额外实例的开销可以忽略不计（大约 50-100 字节？）（假设没有实例变量）

这是 JVM 特定的。在 Oracle Hotspot JVM 上，每个对象的内存开销约为 8 个字节，如下程序所示：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Object[] array = new Object[10_000_000];
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        long usedBefore = rt.totalMemory() - rt.freeMemory();
        for (int i = 0; i < array.length; i++ ) {
            array[i] = new Object();
        }
        long usedAfter = rt.totalMemory() - rt.freeMemory();
        System.out.println(usedBefore);
        System.out.println(usedAfter);
        System.out.println((double)(usedAfter - usedBefore) / array.length);
    }
}

• 一旦加载了一个类，该类本身就不会被垃圾回收

虽然 Java 语言规范没有强制要求，但我曾经使用过的每个 JVM 在其 ClassLoader 变得无法访问时都会释放一个类（当然，引导类加载器将始终保持可访问，但自定义 ClassLoader 可能变得无法访问）。

Answer 2

您的问题无法具体回答，所以我以一般方式尝试。您的问题针对内存消耗。但是，如果您节省内存，那么您的性能很可能会受到影响，这就是所谓的时空权衡。见：http://en.wikipedia.org/wiki/Space%E2%80%93time_tradeoff

节省内存的最简单方法 - 如果您只关心您的程序大小 - 将完全关闭即时编译器。这样，您就可以为 Java 类的机器代码保存程序存储空间。顺便说一句：有很多 VM 选项会影响内存消耗！

拥有 5000+ 行的大类还是几个 500-1000 行的类更好（如果它们都被加载的话）

一般来说，您更有可能在较小的单元中更好地重用代码。这意味着，当您瞄准较小的尺寸时，您可能会节省代码行。

如果代码/方法保持不变，而您只是在类之间分配它们，则会为类增加额外的开销。

即使您就此询问三位专家并且他们查看了代码，他们也会得出不同的答案，因为这在很大程度上取决于您的真实代码、使用模式以及 JIT 在运行时对其执行的操作.

也就是说，即使是实验也可能将您引向错误的方向，因为您需要模拟相同的使用模式。

最后一点：看看你的虚拟机加载了多少类，然后决定是否真的值得保存一个视图。

每次实例化一个对象时，唯一的额外内存使用确实是用于实例变量引用

加上内存管理的持续开销。

对于一个没有实例变量的 5000 行类，加载该类时的成本规模是多少。类文件的大小是一个粗略的近似值吗？

没有 JIT：是的。

jar 文件的大小是否表明类将占用的通常或最大内存大小？

不，一点也不，因为类只在需要时加载。

一些建议：

如果您担心程序的内存使用情况，请先检查堆两次。我为此推荐 jmap 和 eclipse 内存分析器。

然后，你可以看看你的类和方法。您可以通过以下方式调试 JIT 并查看编译方法需要多少空间：-XX:-PrintCompilation。