Alternatives to ArrayList for primitive types in Java for numerical computation

I am currently working on numerical computations in a specific research domain and have inherited a Java package implemented long time ago by my team. My task now is to optimize its performance. The package makes extensive use of ArrayList<Double>. As far as I know, Java, at least up to version 9 which I am using, does not support ArrayList of primitive types due to type erasure in Java generics.

There are a few issues with this:

  1. Storage overhead: Double is a wrapper class for double. Since Double is an object, it includes an object header, which takes up 8 bytes. Therefore, each Double object takes up 16 bytes of memory.

  2. Non-contiguous memory: ArrayList internally uses an array to store Double objects, i.e., Double[] data. This array holds references to Double instances. These instances are not stored contiguously in the heap. For example, if Double[] data = {1.0, 2.0}, the references in data are contiguous, but the actual Double objects that these references point to are not. This leads to poor locality and frequent cache misses due to the need to dereference these pointers.

  3. Unboxing and autoboxing: There is additional overhead due to unboxing and autoboxing when performing comparisons and calculations with Double.

My questions are:

What are the best practices to avoid the mentioned overhead? I welcome any answers regarding the questions below.

  1. Are there any new features in the latest versions of Java that allow the use of ArrayList with primitive types?

  2. Are there any experimental features, frameworks, or libraries that support this?

  3. If not, would it be feasible to to create a personal DoubleArrayList by replacing all Object in the ArrayList source code by primitive double? What would be the potential pitfalls of this approach?

PS:

  1. We are on a very tight schedule and do not have the time to rewrite the entire package in C++, where vector<double> is available.

  2. In our use case, the container will change size during computation, and we don’t know the size beforehand. Therefore, we must use a resizable array (such as ArrayList) instead of double[].

Use double[].

The “free” resizing of ArrayList is just a convenience – when more space is needed, the internal backing array is replaced by one twice as large and the elements copied across using an old school loop.

It’s a trivial implementation to code yourself.

Create a class with a double[] field and basically copy what you need from ArrayList but add a getter method for the array and use that for your computations.

If you can get away with it, use float[] instead as operations on float will be roughly twice as fast as for double.

1

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật