optimization - 为什么Java API 使用int 而不是short 或byte？

Question

为什么 Java API 使用 int，而 short 甚至 byte 就足够了？

示例:DAY_OF_WEEK类里面的领域Calendar使用int。

如果差异太小，那么为什么会存在这些数据类型(short、int)？

Answer 1

一些原因已经指出了。例如，"...(Almost) All operations on byte, short will promote these primitives to int" 。然而，下一个明显的问题是:为什么这些类型被提升为int？

更深入一点:答案可能仅仅与 Java 虚拟机指令集有关。正如 Table in the Java Virtual Machine Specification 中所总结的，所有整型算术运算，例如加法、除法等，仅适用于int类型和long类型，并且不适用于较小的类型。

_{(旁白:较小的类型(byte 和 short)基本上仅适用于数组。像 new byte[1000] 这样的数组将占用 1000 个字节，而像 new int[1000] 这样的数组将占用 4000 个字节)}

现在，当然，有人可以说“”...下一个明显的问题是:为什么这些指令仅针对 int 提供(并且长)？”。

上述 JVM 规范中提到了一个原因:

If each typed instruction supported all of the Java Virtual Machine's run-time data types, there would be more instructions than could be represented in a byte

此外，Java虚拟机可以被视为真实处理器的抽象。并介绍专用Arithmetic Logic Unit对于较小的类型，不值得付出努力:它需要额外的晶体管，但它仍然只能在一个时钟周期内执行一次加法。设计 JVM 时的主导架构是 32 位，正好适合 32 位 int。 (涉及 64 位 long 值的操作作为特殊情况实现)。

_{(注意:最后一段有点过于简单化，考虑到可能的矢量化等，但应该给出基本思想，而不需要太深入处理器设计主题)}

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编辑:一个简短的附录，重点关注问题中的示例，但从更一般的意义上来说:人们还可以问使用较小的类型存储字段是否没有好处。例如，人们可能认为可以通过将Calendar.DAY_OF_WEEK存储为字节来节省内存。但在这里，Java 类文件格式发挥了作用:所有 Fields in a Class File至少占用一个“槽”，其大小为 1 int(32 位)。 (“宽”字段 double 和 long 占用两个槽)。因此，将字段显式声明为 short 或 byte 也不会节省任何内存。