JVM 和操作系统位数
首先要明确一个关键点：我们讨论的 Java 64位或32位，指的是 Java 虚拟机 的位数，而不是你的 Java 源代码（.java 文件）的位数，Java 源代码本身是与平台无关的。
JVM 的位数必须与你的 操作系统 的位数相匹配，你不能在 64 位的 Windows 系统上安装一个 32 位的 JVM，反之亦然（虽然技术上可以，但会带来很多问题，不推荐），当你下载 JDK 时，会明确看到 x64 或 x86 的版本。
主要区别对比
| 特性 | Java 32位 | Java 64位 |
|---|---|---|
| 最大堆内存 | 约 1.4GB - 2GB | 理论上 16EB (Exabytes)，实际受限于物理内存 |
| CPU 寄存器 | 32位 | 64位 |
| 指针大小 | 4 字节 | 8 字节 |
| 性能 | 在小数据量下可能更快 | 在大数据量下优势巨大，CPU 寄存器可处理更多数据 |
| 内存占用 | 较低 | 较高（因为指针等数据结构变大） |
| 32位库支持 | 可以直接调用 32位本地库 | 需要特殊配置才能调用 32位本地库 |
| 系统要求 | 32位 或 64位操作系统 | 必须 64位操作系统 |
详细解释每个区别
最大堆内存 (最重要的区别)
这是两者之间最显著、最实际的区别，也是大多数人选择 64 位 JVM 的主要原因。
-
Java 32位:
- 由于其寻址空间是 32 位的，它能访问的最大内存空间是 2^32 = 4GB。
- 这 4GB 并不完全给 JVM 堆使用，一部分要留给操作系统内核、JVM 自身的代码、栈内存、本地方法栈、直接内存等。
- 32 位 JVM 的堆内存上限通常被限制在 4GB 到 2GB 左右，即使你通过
-Xmx参数设置更大的值,也会因为内存不足而失败。 - 影响：如果你的应用需要处理大量数据（加载一个大型的数据集、缓存大量对象、进行大数据分析），32 位 JVM 会很快达到内存上限，导致
OutOfMemoryError。
-
Java 64位:
（图片来源网络，侵删）- 64 位的寻址空间是 2^64，这是一个天文数字（16 Exabytes）,远超目前任何计算机的物理内存。
- 64 位 JVM 的堆内存上限只受限于你机器上 可用的物理内存，如果你的电脑有 16GB 内存，你可以轻松设置
-Xmx12g或更高。 - 影响：为需要处理海量数据、高并发、大缓存的现代应用提供了可能，是大数据、微服务、企业级应用的首选。
CPU 寄存器与性能
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Java 32位:
- CPU 寄存器是 32 位的，意味着一次可以处理 32 位（4字节）的数据。
- 在处理数据时，如果数据超过了 32 位（一个 64 位的
long或内存地址），CPU 需要进行多次操作,这会降低效率。
-
Java 64位:
- CPU 寄存器是 64 位的，可以一次性处理 64 位（8字节）的数据。
- 对于
long,double等数据类型以及内存地址的访问，64 位 CPU 可以单次完成,效率更高。 - 注意：64 位 JVM 并不是在所有情况下都比 32 位快，对于纯计算、内存占用很小的应用，由于 64 位 JVM 的对象指针更大（见下一点），可能会导致缓存命中率降低，性能反而略差，但对于内存密集型应用，64 位带来的内存优势远超指针增大的开销,性能提升巨大。
指针大小与内存占用
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Java 32位:
指针（对象引用在内存中的地址）是 4 字节。
（图片来源网络，侵删） -
Java 64位:
- 指针是 8 字节。
- 影响：这个区别会显著增加应用的内存占用。
- 对象头：每个对象都有一个对象头，用于存储哈希码、锁信息等，在 64 位 JVM 中,这个头会更大。
- 引用本身：一个引用从 4 字节变成了 8 字节，如果你的应用中存在大量的对象引用（一个包含百万个元素的
ArrayList）,仅仅这些引用就会多占用大量内存。 - 内存对齐：64 位 JVM 默认开启 UseCompressedOops（压缩普通对象指针），这是一个非常关键的优化技术，它将 64 位的指针压缩到 32 位（在堆内存小于 32GB 时），极大地减少了内存占用，同时保留了 64 位寻址的好处，即使如此，64 位应用的内存占用通常仍比 32 位高 10%-30%。
本地库的兼容性
当 Java 代码需要调用 C/C++ 编写的本地方法时（通过 JNI），就会涉及到本地库（.dll 或 .so 文件）。
- Java 32位: 只能调用 32位 的本地库。
- Java 64位: 只能调用 64位 的本地库。
这是一个常见的“坑”，如果你有一个 32 位的本地库（一个旧版的硬件驱动或加密库），你必须在 32 位的 JVM 上运行你的 Java 程序才能调用它，反之亦然，64 位系统通常也兼容 32 位库（通过 WOW64 技术），但 JVM 本身无法跨位调用。
如何选择？
根据你的应用场景和硬件来决定。
选择 Java 64位 的场景：
- 现代标准：除非有特殊原因，否则现在都应该选择 64 位。 这是当前的主流和未来趋势。
- 内存需求高：你的应用堆内存需求超过 2GB。
- 大数据处理（Spark, Hadoop 应用）
- 大型 Web 应用（如电商、社交平台）
- 应用服务器（Tomcat, WebLogic, JBoss）
- 使用大量缓存的系统
- 加载大型文件或数据集的应用
- 运行在 64 位操作系统上：这是基本前提。
- 需要利用 64 位 CPU 的全部性能：处理大型数值计算或大数据集时。
选择 Java 32位 的场景（已较少见）：
- 内存受限：你的应用非常小，内存占用要求严格，且永远不会超过 1.5GB。
- 依赖 32 位本地库：你的应用必须调用一个 没有 64 位版本 的本地库，这是最常见的选择 32 位的原因。
- 运行在 32 位操作系统上：如果你的操作系统是 32 位的,别无选择。
如何检查你的 Java 是 32 位还是 64 位？
在命令行中运行以下命令：
java -version
-
对于 32 位 JDK，输出中通常会包含
32-bit或x86。java version "1.8.0_321" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_321-b07) Java HotSpot(TM) Client VM (build 25.321-b07, mixed mode, sharing)注意：有些 32 位版本可能不直接显示
32-bit，Client VM通常暗示了 32 位（在 JDK 8 之前，32 位默认使用 Client VM，64 位默认使用 Server VM）。 -
对于 64 位 JDK，输出中通常会包含
64-Bit或x64。java version "1.8.0_321" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_321-b07) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.321-b07, mixed mode)Server VM和64-Bit是明确的 64 位标识。
一个更可靠的方法是检查 JVM 是否支持大内存参数：
java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep "MaxHeapSize"
MaxHeapSize 的值是 4294967296 (即 4GB)，那么它很可能是 32 位 JVM（因为实际可用堆会更小），如果这个值非常大（如 137438953472，即 128GB），那么它一定是 64 位 JVM。
| Java 32位 | Java 64位 | |
|---|---|---|
| 一句话总结 | 内存受限，已逐渐被淘汰 | 现代标准，提供巨大内存空间和性能潜力 |
| 核心优势 | 可运行 32 位本地库 | 突破 2GB 堆内存限制，64位 CPU 计算优势 |
| 核心劣势 | 堆内存上限 ~2GB | 内存占用更高，无法直接调用 32 位本地库 |
64 位 Java 是面向未来的、功能更强大的选择，只有在需要兼容老旧的 32 位本地库或应用本身极其轻量且内存需求极低时，才应考虑使用 32 位 Java，对于绝大多数新项目，请毫不犹豫地选择 64 位。
