jvm之对象大小分析-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了jvm之对象大小分析。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

写在前面

本文看下计算对象大小相关内容。

1：基础内容

1.1：对象的结构

一个对象由对象头和对象体组成，其中对象头包含如下内容：

标记字（mark word）：存放GC年龄信息，对象锁信息等，占用8个字节
class指针：指向方法区中的class文件信息，占用4个字节（指针压缩）
数组长度信息（array length）：数组特有，记录数组的长度，int表示，所以是8个字节，该项非数组可忽略

对象体存储的是具体的对象内容以及内部padding：

对象内容：具体的属性信息
内部padding：如果不是8字节的整数倍，则填充为8字节的整数倍，因为CPU是以8byte为单位来获取数据的

当对象头和对象体的总大小不是8byte的整数倍时需要通过外部aligment来填充到整数倍，整体结构如下：

jvm之对象大小分析

因此就算是一个空对象其大小也至少是标记字8字节+class指针4字节+对象内容0字节+外部alignment4字节=16字节。如下定义一个类：

public class EmptyObject {
}

然后创建100个对象实例，如下：

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<EmptyObject> oneHundredList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            oneHundredList.add(new EmptyObject());
        }
        Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
    }
}

如下查看：

C:\Users\Administrator>jps -l
7984 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
12692
20196 sun.tools.jps.Jps
3512 dongshi.daddy.objectsize.Main
14892
19580 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer36
C:\Users\Administrator>jmap -histo 3512 > d:\\test\\emptyobj100.txt

jvm之对象大小分析

可以看到每个是16字节，当我们定义一个int属性，大小是多少呢?依然是16字节，因为有了4字节的int就不要4字节的外部alignment了，如下：

public class EmptyObject {
    int num;
}

重复执行创建100个对象实例的程序：

C:\Users\Administrator>jps -l
11780 sun.tools.jps.Jps
12692
12568 dongshi.daddy.objectsize.Main
14892
19356 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
19580 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer36

C:\Users\Administrator>jmap -histo 12568 > d:\\test\\withint.txt

jvm之对象大小分析

那如果我们再添加一个short成员变量，此时一个EmptyObject占用多大内存呢？答案是24字节，计算如下:

对象头标记字：8字节
对象头class指针：4字节

对象内容int：4字节
对象内容short：2字节
内部padding：2字节

此时总共20字节，不是8整倍数，所以需要外部alignment4字节

所以总共是24字节

修改如下：

public class EmptyObject {
    int num;
    short shortNum;
}

重新生成100个对象实例后查看：

C:\Users\Administrator>jmap -histo 3952 | findstr ":EmptyObject"

C:\Users\Administrator>jmap -histo 3952 | findstr "EmptyObject"
  28:           100           2400  dongshi.daddy.objectsize.EmptyObject

可以看到确实是24字节。

2：包装类型和原生类型

先说结论，包装数据类型要比原生类型占用更多的内存，因为多了对象头和填充的内存占用，分别来看下Integer和Long。

2.1：Integer

对于int，其占用4个字节，但是如果是其包装类型Integer，则要占用(对象头标记字8字节+对象头class指针4字节+对象内容int本身4字节=16字节)，如下也可以验证：

C:\Users\Administrator>jmap -histo 3952 | findstr "java.lang.Integer"
  19:           258           4128  java.lang.Integer

总大小4128除以对象个数258等于16字节。

2.2：Long

对于long，其占用8个字节，但是如果是其包装类型Long，则要占用(对象头标记字8字节+对象头class指针4字节+对象内容int本身8字节+外部alignment4字节=24字节)，如下也可以验证：

C:\Users\Administrator>jmap -histo 7212 | findstr "java.lang.Long"
  28:           100           2400  java.lang.Long

可以看到每个的大小是2400/100=24字节。

所以在实际编码中，能使用基本数据类型的还是使用基本数据类型，因为包装数据类型的内存占用量相比于基础数据类型要多出几倍。

3：数组

以int数组为例，对于一维的int数组，其结构如下：

jvm之对象大小分析

因此如果是int[256]则大小是（标记字8字节+class指针4字节+数组长度4字节+内容256*4=1040字节）

对于二维数组int[dim1][dim2]而言，每个int[dim2]都是使用一个额外的对象来表示的，因此会占用更大的内存空间，如果我们将int[256]使用int[128][2]来表示的话，则结构如下图：

jvm之对象大小分析

每个元素的大小是(指针4字节+int[2]对象24字节=28字节)，共128个，所以大小是128*28=3584字节，再加上第一纬的标记头8字节，class指针4字节，数组长度4字节，共3600字节，可看到存储相同量的元素，int[128][2]比int[256]多占用了（3600-1040=2560字节）的内存空间。

所以，在实际工作中，尽量避免使用多维数组，有需要也尽量使用一维数组来实现，将一维数组折叠一下就行了。

4：String

想要分析处String占用的内存大小，需要先来看下String的定义(只列出会占用堆内存的)：

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
}

结构如下：

jvm之对象大小分析

则一个空string占用的大小是36字节，如果是不包括String对象头的话，则大小是24字节。

5：普通的类

如下的类：

public class EmptyObject {
    int a;
    byte b;
    Integer c = new Integer(10);
}

内存结构如下：

jvm之对象大小分析

所以总大小是（标记字8字节+class指针4字节+int a 4字节+byte b 1字节+Integer c指针 4字节=21字节），再对齐，因此是24字节，如下验证：

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<EmptyObject> oneHundredList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            oneHundredList.add(new EmptyObject());
        }
        Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
    }
}

:\Users\Administrator>jps -l
13200 dongshi.daddy.objectsize.Main
12692
6824 sun.tools.jps.Jps
14892
19580 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer36
3308 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher

C:\Users\Administrator>jmap -histo 13200 | findstr "EmptyOb"
  28:           100           2400  dongshi.daddy.objectsize.EmptyObject

可以看到每个确实是24字节。