Java千问：你知道Java语言布尔型数据到底占多大空间吗？

Posted 2021-03-18

我们都知道，Java语言中有个boolean类型。每个boolean类型的变量中存储的是一个true或者是false的逻辑值。那么存储这个逻辑值，需要多大的空间呢？从理论上来讲，存储这个逻辑值只需要1个位(bit)就可以了，很多教科书上谈到这个问题的时候，也说boolean类型的数据在内存中只占1个位。

但是稍微有点计算机常识的人都知道：计算机完成寻址操作的时候，是以字节为最小单位进行的。也就是说每次要读取内存中数据的时候，最小只能精确到1个字节，不能单独读取某个位上的信息。如果boolean类型的变量的值只占1个位，计算机每次读取到1个字节的信息，里面会包含8个boolean变量的值。计算机就不得不通过某种算法去确定这8个值中，哪一个才是我们要找的值。这样做显然非常不合理，因为要完成这个“8选1”的操作又会增加运算工作量。那么Java虚拟机到底是怎样存储boolean值呢？

为了彻底说清楚这个问题，我们还要刨一刨老底。每次JDK出新版本的时候，Java官方都会发布一个对应版本的《虚拟机规范》。在《虚拟机规范》中，对boolean类型的存储有专门的解释，文中说到：“虽然定义了boolean这种数据类型，但是只对它提供了非常有限的支持。在Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达式所操作的boolean值，在编译之后都使用Java虚拟机中的int数据类型来代替，而boolean数组将会被编码成Java虚拟机的byte数组，（因此）每个boolean元素占8位”。

按照这样的说法我们可以得知：boolean类型的数据如果单独使用，占4个字节的空间，而如果存储到boolean数组中，每个元素又只占1个字节。
紧接着问题又来了：单独使用boolean类型数据的时候，为什么要用4个字节来存储呢？用1个或2个字节存储岂不是更节省空间吗？我们必须知道，当下大部分处理器都是32位的(不是操作系统的32位，而是指CPU硬件)，把boolean型数据存储成4个字节(32位)，存取效率是最高的。

最后还会有小伙伴问：《虚拟机规范》中是这么规定的，但在实现虚拟机的时候，真是按这样的规定来执行吗？为了说清楚这个问题，我们又要科普一个小常识：世界上并非只有Oracle一家公司实现了Java虚拟机(JVM)，也有其他厂商或机构会发布自己的Java虚拟机实现。这些厂商或机构在自己的虚拟机中，是否完全按照《规范》的规定来存储boolean型数据就不得而知了。他们会综合考虑运算效率与存储空间两方面的性能。

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