java对象在内存的大小

深碍√TFBOYSˉ_ 2021-09-02 09:49 439阅读 0赞

# 前言 #

一直以来，对java对象大小的概念停留在基础数据类型，比如byte占1字节，int占4字节，long占8字节等，但是一个对象包含的内存空间肯定不只有这些。

假设有类A和B，当new A()或者new B()后，实际占用的java内存是多大呢？下面就对此进行详细分析。

static class A{
        String s = new String();
        int i = 0;
    }
    
    static class B{
        String s;
        int i;
    }

# 对象大小分析 #

如图1，java对象在内存中占用的空间分为3类， 1. 对象头（Header）； 2. 实例数据（Instance Data）; 3. 对齐填充（Padding）。而我们常说的基础数据类型大小主要是指第二类实例数据。

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## 对象头 ##

HotSpot虚拟机的对象头包括两部分信息：

markword和klass 。第一部分markword，用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。 另外一部分是klass类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。

### 数组长度 ###

如果对象是一个数组, 那在对象头中还必须有一块数据用于记录数组长度，也就是一个int类型的对象，占4字节。

### 对象头占用空间 ###

1. 在32位系统下，存放Class指针的空间大小是4字节，MarkWord是4字节，对象头为8字节。

2. 在64位系统下，存放Class指针的空间大小是8字节，MarkWord是8字节，对象头为16字节。

3. 在64位开启指针压缩的情况下 -XX:+UseCompressedOops，存放Class指针的空间大小是4字节，MarkWord是8字节，对象头为12字节。[https://blog.csdn.net/z69183787/article/details/108682097][https_blog.csdn.net_z69183787_article_details_108682097]

4. 如果对象是数组，那么额外增加4个字节

## 实例数据 ##

实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的，都需要记录起来。

## 对齐填充 ##

最后一块对齐填充空间并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。这是由于HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说，就是对象的大小必须是8字节的整数倍。

# 如何查看java对象大小 #

1. 基于JDK1.8

JDK1.8有一个类\`jdk.nashorn.internal.ir.debug.ObjectSizeCalculator\`可以评估出对象的大小

// 直接调用静态方法即可使用

ObjectSizeCalculator.getObjectSize(obj)

2. spark库

spark库中有一个类\`org.apache.spark.util.SizeEstimator\`

// 直接调用静态方法即可使用

SizeEstimator.estimate(obj)

3. 基于JDK1.5的Instrumentation

// 需要编译成jar调用，没有前者方便

# 案例 #

分析完对象的组成结构后，再回头来看那个问题

// 对象A： 对象头12B + 内部对象s引用 4B + 内部对象i 基础类型int 4B + 对齐 4B = 24B
    // 内部对象s 对象头12B + 2个内部的int类型8B + 内部的char[]引用 4B + 对齐0B = 24B
    // 内部对象str的内部对象char数组 对象头12B + 数组长度4B + 对齐0B = 16B
    // 总： 对象A 24+ 内部对象s 24B + 内部对象s的内部对象char数组 16B =64B
    class A {
      String s = new String();
      int i = 0;
    }
    
    // 对象B：对象头12B + 内部对象s引用 4B + 内部对象i 基础类型int 4B + 对齐 4B = 24B
    // s没有被分配堆内存空间
    // 总： 对象B 24B
    class B {
      String s;
      int i = 0;
    }

# 总结 #

对象在jvm中不是完全连续的，这是由于GC的原因，总会出现散乱的内存。这就导致了jvm必须为每个对象分配一段内存空间来存储其引用的指针，再结合对象的其他必须的元数据，使得对象在持有真实数据的基础上还需要维护额外的数据。

在写java代码需要小心这些jvm内存陷阱。

# 参考 #

// stackoverflow给出的几种计算对象大小方法

[https://stackoverflow.com/questions/52353/in-java-what-is-the-best-way-to-determine-the-size-of-an-object][https_stackoverflow.com_questions_52353_in-java-what-is-the-best-way-to-determine-the-size-of-an-object]

[3fa6ab706084687ff168f9486987d0a9.png]: /images/20210527/37e52060460044dea99720b225a55c0b.png
[https_blog.csdn.net_z69183787_article_details_108682097]: https://blog.csdn.net/z69183787/article/details/108682097
[https_stackoverflow.com_questions_52353_in-java-what-is-the-best-way-to-determine-the-size-of-an-object]: https://stackoverflow.com/questions/52353/in-java-what-is-the-best-way-to-determine-the-size-of-an-object