Java缓冲区类型与原生数组：哪个更快？

╰半橙微兮° 2022-11-16 15:26 157阅读 0赞

使用 C 语言开发时，必须手动分配和释放内存，这是一个容易出错的过程。相反，像 Java 这样的之后的一些语言通常会自动管理内存。Java 依赖于垃圾回收。实际上，内存是根据需要来分配，然后 Java 发现哪些数据不再访问，并回收相应的内存。垃圾回收过程既快速又安全，但是它不是免费的：尽管进行了数十年的优化，但它仍然可能给开发人员带来一些麻烦。

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Java 具有原生数组（例如 int\[\] 类型），这些数组通常在 Java 堆上分配。也就是说，它们由 Java 作为动态数据进行分配和管理，并进行垃圾回收。

Java 还具有 Buffer 类型，如 IntBuffer，它是一种高级抽象，可以由原生 Java 数组实现，也可以由其他数据源（包括 Java 堆外数据）来实现。因此，可以使用 Buffer 类型来避免过多地依赖 Java 堆。

与原生数组相比，Buffer 会存在一定性能损失。我不是说 Buffer 慢。事实上，如果在 Buffer 和流(DataInputStream)之间做一个选择，你应该更倾向于 Buffer 类型。然而，根据我的经验，Buffer 在性能方面不如原生数组。

我可以用 new int\[50000\] 或 IntBuffer.allocate(50000) 来创建一个包含 50,000 个整数的数组。后者本质上应该是创建一个数组（在 Java 堆上），然后用 IntBuffer 接口来包装。

一个可能的直觉是，用高级接口包装一个数组应该是免费的。虽然高层次的抽象确实可以不带来性能上的损失（有时甚至可以带来性能上的提升），但是否会带来性能上的提升是一个经验问题。你绝对不应该只是假设你的抽象是免费得来的。

因为我在做一个经验陈述，但我可以用最简单的测试来证明它，比如给数组 以及 IntBuffer 中的每个元素加 1。

for(int k = 0; k  < s.array.length; k++) { 
        s.array[k] += 1;
    }

for(int k = 0; k  < s.buffer.limit(); k++) { 
        s.buffer.put(k, s.buffer.get(k) + 1);
    }

我在台式机（OpenJDK 14，4.2 GHz Intel 处理器）上得到结果如下：

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也就是说，在此测试中，数组比 IntBuffers 快 4 倍以上。

如果有兴趣，你也可以自己运行以下基准测试。

https://github.com/lemire/Code-used-on-Daniel-Lemire-s-blog/tree/master/2020/11/30

我的看法是，Java 针对数组的许多优化不适用于 Buffer 类型。

当然，我们无法得知 Buffer 从 Java 堆外映射时发生了什么，根据我的经验，情况可能很糟。

Buffer 类型并不会让原生数组过时，至少在性能方面。

英文原文（包含一些精彩评论）：

https://lemire.me/blog/2020/11/30/java-buffer-types-versus-native-arrays-which-is-faster/

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