Unerwarteter CPU-Performance-Schub durch Datenstruktur-Optimierung

2025-08-26

Ein Programm, das einen großen Datensatz verarbeitete, stieß auf Engpässe bei der Speicher- und CPU-Leistung. Die anfängliche Verwendung eines einzigen Arrays zur Speicherung der Daten führte zu einem Speicherverbrauch von bis zu 1 GB. Durch den Einsatz datenorientierter Programmierung, bei der die Daten in mehrere Arrays aufgeteilt wurden, konnten etwa 200 MB Speicherplatz eingespart werden. Eine weitere Optimierung bestand darin, ein String-Array durch Byte-Array-Indizes für Feldnamen zu ersetzen, wodurch der Speicherverbrauch weiter reduziert wurde. Überraschenderweise führte diese Änderung auch zu einer deutlichen Senkung der CPU-Auslastung. Der Grund liegt im Garbage-Collection-Mechanismus: Die Verarbeitung eines String-Arrays erfordert, dass der Garbage Collector alle String-Objekte durchläuft, während die Verarbeitung eines Byte-Arrays dies nicht tut, wodurch die Garbage-Collection-Überlastung drastisch reduziert wird.

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