byte 对 int 的性能差异有多大？答案

【问题标题】：How big a performance difference will byte have over int?byte 对 int 的性能差异有多大？
【发布时间】：2013-12-02 07:09:12
【问题描述】：

我正在用 Java 编写交通模拟代码，并为我的大部分变量使用 int，包括循环计数器和数据数组。最终读入的数据应该是大约 50 个“代理”和 50 个“节点”，其中每个代理大约有 5 个特征，节点图会随着时钟更新，以反映汽车在道路上行驶的平均速度。

我的问题是，对于可以适应 -127 到 127 范围的变量，我是否应该从使用 int 转换为 byte 类型。这最终会在性能上有显着的提升吗？如果不是，那么性能提升在什么时候（即有问题的变量数或每秒计算数）会显着提高？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

不，你根本不应该。由于处理器的体系结构，ints 通常要快得多。当使用bytes 进行计算时，您的 CPU 在内部将所有内容转换为字节并返回。

【讨论】：

【解决方案2】：

这最终会对性能有显着提升吗？如果不是，那么在什么时候（即有问题的变量数或每秒计算的数量）会显着提高性能？

它不会提高性能。事实上，如果您使用byte 而不是int，我预计计算会更慢。典型的本机指令集不支持按字节计算。相反，它将使用 32 位指令来实现，并且需要额外的指令来在 8 位和 32 位之间进行转换。

我希望您看到性能改进的唯一情况是您对数字数组进行大规模操作。这是因为一个大字节数组占用了一个大整数数组（具有相同长度）的内存的 1/4。由于大规模的限制因素是内存带宽，您将看到性能提升。（由于减少了对 GC 和虚拟内存系统的内存需求的影响，还会带来次要的性能优势。）

请注意，您不会为单个 byte 字段或局部变量获取此信息，因为 JVM 会在字边界上对齐它们。

【讨论】：

【解决方案3】：

假设 Intel CPU - 您是否研究过使用 SSE 指令，您可能能够同时操作 16 x 8 位字节。我相信 SSE 参数可以通过 Java 获得，但没有尝试过。

【讨论】：

【解决方案4】：

在大多数现代 32 位或 64 位系统上，使用与系统原生 int 大小不同的任何东西都会对性能产生影响，因为您必须将较小的变量零/符号扩展到寄存器大小，或者屏蔽扩展位以将值限制在类型的范围内。

但在某些情况下，如果您的程序在一个大数组中非常频繁地访问内存，那么对数组使用更窄的类型可能会提高性能，因为瓶颈通常是 I/O，这也会使更多元素适合缓存，从而减少内存访问很大。

【讨论】：