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类中的字段 Calendar使用 int。

如果差异太小，那为什么还存在这些数据类型(short、int)？

Answer 1

已经指出了一些原因。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？

所以更深入一点:答案可能只是与 Java 虚拟机指令集有关。正如 Table in the Java Virtual Machine Specification 中总结的那样, all 积分算术运算，如加法、除法等，仅适用于 int 类型和 long 类型，以及 不较小的类型。

_{(顺便说一句:较小的类型(byte 和 short)基本上只适用于 数组。一个 像 new byte[1000] 这样的数组 将占用 1000 个字节，像 new int[1000] 这样的数组将占用 4000 个字节)}

当然，现在可以说 "...下一个明显的问题是:为什么这些指令只提供给 int(以及长)？”。

上面提到的JVM Spec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 时的主要架构是 32 位，正好适合 32 位 int。 (涉及 64 位 long 值的操作作为特例实现)。

_{(注意:考虑到可能的矢量化等，最后一段有点过于简单了，但应该给出基本概念，而不需要深入探讨处理器设计主题)}

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编辑:一个简短的附录，重点关注问题中的示例，但在更一般的意义上:人们也可以询问使用较小的类型存储 fields 是否有益。例如，有人可能认为可以通过将 Calendar.DAY_OF_WEEK 存储为 byte 来节省内存。但在这里，Java 类文件格式开始发挥作用:所有 Fields in a Class File占用至少一个“槽”，其大小为一个 int(32 位)。 (“宽”字段 double 和 long 占用两个插槽)。因此，将字段显式声明为 short 或 byte 也不会节省任何内存。