一次快速排序引发的jvm调优

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闲来无事,顺便写一个快排的代码。结果却引发了 java.OutOfMemoryError:Java heap space。首先谈谈快速排序,这是一种在统计上很快的排序,他的核心思想是,在一个数组中随便取一个数作为基准(通常取最后一个),然后把整个数组划分,把比基准小或等于的数放在基准之前,把大于基准的数放在基准之后。然后再分别对基准之前的数组和基准之后的数组进行快速排序。java 代码:
void quicksort(int[] nums,int begin,int end)
{
if(end <= begin)return;
int p = begin-1;
for(int i = begin;i <= end;i++)
if(nums[i] <= nums[end])
{
p++;
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[p];
nums[p] = temp;
}
quicksort(nums,begin,p-1);
quicksort(nums,p+1,end);
}
这里唯一难理解的就是这个 p,这里的思想是,p 及其左侧都是小于等于基准的数,而 p 的右侧都是大于基准的数。因此,遍历这个数组的时候,若数大于基准,则访问下一个,否则把 p +1,然后交换 p 和这个位置上的数,这样就能成功划分。
因为它是快速排序,所以我想小数据量并不能体现它的快速。因此,我使用了一个很大的数组,并且使用随机数填充它。
Random random = new Random();
int[] nums = new int[ (1024*1024*1024) ];
for(int i = 0;i < nums.length;i++)
nums[i] = random.nextInt(500000);
这个数组的大小是 4 个 GB,因为一个 int 是 4B,而 1024*1024 是 1M,而 1024M 是 1G。正当我要运行程序并且统计其运行时间时,悲剧发生了!!!Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 这是一个堆内存溢出错误。于是我立马想到一个解决方法,那就是扩大堆内存!数组大小只有 4GB,我现在给 JVM 进程 5000MB 大小的堆内存,也就是大约 4.8GB 的内存,程序一定是没问题的了。于是我添加了参数 -Xms5000m。这个参数的意义是,最小堆内存为 5000MB。然鹅,结果是 Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spacewhy??? 要说明这个必须先知道 java 内存结构。理解了 java 内存结构之后,才能明白。堆内存又分为,新生代 (Young) 和老年代(Old),而数组这种大对象一般是直接分配在老年代中。虽然我设置了 5000MB 的堆内存,但是这 5000MB 的内存并不都是给老年代的,老年代和新生代内存的默认比例是 2,也就是说 5000MB 里只有 2 / 3 是老年代的,也就是 3333MB≈3.25GB,这个大小仍然小于数组的 4GB,因此现在我设置老 - 新比例为 9,也就是老年代拥有 5000MB*0.9=4500MB≈4.39GB,此时已经大于数组所需要的内存大小!添加完参数 -Xms5000m -XX:NewRatio= 9 后,我再次运行程序,运行成功!!!经过漫长的等待,输出了排序的时间为 1443.11s,也就是大约 24 分钟!!!
最后,java 核心代码:
public static void main(String[] args) {
Random random = new Random();

int[] nums = new int[ (1024*1024*1024) ];
for(int i = 0;i < nums.length;i++)
nums[i] = random.nextInt(500000);
long being = System.currentTimeMillis();
quicksort(nums,0,nums.length-1);

long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(((double) (end-being))/1000+”s”);

}

static void quicksort(int[] nums,int begin,int end)
{
if(end <= begin)return;
int p = begin-1;
for(int i = begin;i <= end;i++)
if(nums[i] <= nums[end])
{
p++;
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[p];
nums[p] = temp;
}
quicksort(nums,begin,p-1);
quicksort(nums,p+1,end);
}

正文完
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