Java对象内存布局和对象头

今天药忘吃喽~ 2023-09-28 12:17 122阅读 0赞

Object obj = new Object();  //new 一个对象，占内存多少？ 没有实例数据的话，就是16个字节

## 1、对象的内存布局 ##

在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）

![在这里插入图片描述][d944225fdb114fa2a70e6bd5fc60b014.png]

2、对象在堆内存中的存储布局

![在这里插入图片描述][458c27e238de4e10afb37696cc582a78.png]

Mark Word：对象标记  
Class Pointer：类元信息(又叫类型指针)

对象内部结构分为：对象头、实例数据、对齐填充（保证8个字节的倍数，8、16、24。。。）。  
对象头分为对象标记（**markOop**）和类元信息（**klassOop**），类元信息存储的是指向该对象类元数据（**klass**）的首地址。

### 1、对象头 ###

#### 1、对象标记Mark Word ####

![在这里插入图片描述][5937bb2ba0954a789e099ea4ae3d6ba2.png]

![在这里插入图片描述][ab2ab3400cec46a4bb4bf4e86c0f7cfc.png]

在64位系统中，Mark Word占了8个字节，类型指针占了8个字节，一共是16个字节

![在这里插入图片描述][f461fe40f6d140bc9fbadd9095c929ca.png]

**对象标记(Mark Word)默认存储对象的HashCode**、分代年龄和锁标志位等信息。  
这些信息都是与对象自身定义无关的数据，所以**MarkWord**被设计成一个非固定的数据结构以便在极小的空间内存存储尽量多的数据。  
它会根据对象的状态复用自己的存储空间，也就是说在运行期间**MarkWord**里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。

#### 2、类元信息(又叫类型指针) ####

![在这里插入图片描述][d9065dd5eeb34c88a261009a999b3a42.png]

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。

#### 3、对象头多大 ####

在64位系统中，Mark Word占了8个字节，类型指针占了8个字节，一共是16个字节。

### 2、实例数据 ###

存放类的属性(Field)数据信息，包括父类的**属性信息**(类属性)，如果是数组的实例部分还包括**数组的长度**，这部分内存按4字节对齐。

### 3、实例填充 ###

虚拟机要求对象起始地址必须是8字节的整数倍。填充数据不是必须存在的，仅仅是为了字节对齐这部分内存**按8字节补充对齐**。

[http://openjdk.java.net/groups/hotspot/docs/HotSpotGlossary.html][http_openjdk.java.net_groups_hotspot_docs_HotSpotGlossary.html]

[http://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/89fb452b3688/src/share/vm/oops/oop.hpp][http_hg.openjdk.java.net_jdk8u_jdk8u_hotspot_file_89fb452b3688_src_share_vm_oops_oop.hpp]

![在这里插入图片描述][0595ccbb4d234c1a9c296748df37c675.png]

\_mark字段是mark word，\_metadata是类指针klass pointer， 对象头（object header）即是由这两个字段组成，这些术语可以参考Hotspot术语表，

每个对象都有class pointer(类型指针)和 header word(对象标记)

### 4、Mark Word ###

![在这里插入图片描述][3b43b8f0418f4376a371a40d7d4fdeb1.png]

#### 1、oop.hpp ####

![在这里插入图片描述][d5a1250a21e1458c963a55fa30f0749f.png]

#### 2、markOop.hpp ####

hash： 保存对象的哈希码
    age： 保存对象的分代年龄
    biased_lock： 偏向锁标识位
    lock： 锁状态标识位
    JavaThread* ：保存持有偏向锁的线程ID
    epoch： 保存偏向时间戳

![在这里插入图片描述][ea731a7e9b8f418d8c54ddb1c6da4883.png]

**markword**(64位)分布图，对象布局、GC回收和后面的锁升级就是对象标记MarkWord里面标志位的变化

![在这里插入图片描述][34dd4982580c4d39a43bbda4234a96c3.png]

### 5、Object obj = new Object()解析 ###

#### 1、JOL证明 ####

[JOL][]

<dependency>
        <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
        <artifactId>jol-core</artifactId>
        <version>0.9</version>
    </dependency>

public class MyObject
    {
        
        public static void main(String[] args){
        
            //VM的细节详细情况
            System.out.println(VM.current().details());
            //所有的对象分配的字节都是8的整数倍。
            System.out.println(VM.current().objectAlignment());
        }
    }

![在这里插入图片描述][24af735447084ad09ad2fad38cc066fb.png]

public class JOLDemo
    {
        
        public static void main(String[] args)
        {
        
            Object o = new Object();
            System.out.println( ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
        }
    }

![在这里插入图片描述][9ebd9ed0b2754c3c9f0559dbe48fd7ab.png]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>OFFSET</th> 
   <th>偏移量，也就是到这个字段位置所占用的byte数</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>SIZE</td> 
   <td>后面类型的字节大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TYPE</td> 
   <td>是Class中定义的类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DESCRIPTION</td> 
   <td>DESCRIPTION是类型的描述</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>VALUE</td> 
   <td>VALUE是TYPE在内存中的值</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2、换成其他对象 ####

![在这里插入图片描述][c76bf1a203eb428589de152c4607fe44.png]

#### 3、对象分代年龄 ####

**GC年龄采用4位bit存储，最大为15，例如MaxTenuringThreshold参数默认值就是15**

添加运行参数：-XX:MaxTenuringThreshold=16

![在这里插入图片描述][12caa5eb651e47f2a4f373825b52c3dd.png]

#### 4、默认开启压缩说明 ####

运行参数：把启动配置参数打印出来

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

![在这里插入图片描述][c0d57c77881746268a1ef55db96b24e1.png]

说明运行默认开启压缩类型指针

**手动关闭压缩再看看**

\+就是开始，-就是关闭

-XX:-UseCompressedClassPointers

![在这里插入图片描述][b5f80b616b344307aabf3e20c602eab3.png]

手动配置，关闭压缩指针，就没有了对齐填充，直接到 8 + 8 = 16字节

[d944225fdb114fa2a70e6bd5fc60b014.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d944225fdb114fa2a70e6bd5fc60b014.png
[458c27e238de4e10afb37696cc582a78.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/458c27e238de4e10afb37696cc582a78.png
[5937bb2ba0954a789e099ea4ae3d6ba2.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/5937bb2ba0954a789e099ea4ae3d6ba2.png
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[d9065dd5eeb34c88a261009a999b3a42.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d9065dd5eeb34c88a261009a999b3a42.png
[http_openjdk.java.net_groups_hotspot_docs_HotSpotGlossary.html]: http://openjdk.java.net/groups/hotspot/docs/HotSpotGlossary.html
[http_hg.openjdk.java.net_jdk8u_jdk8u_hotspot_file_89fb452b3688_src_share_vm_oops_oop.hpp]: http://hg.openjdk.java.net/jdk8u/jdk8u/hotspot/file/89fb452b3688/src/share/vm/oops/oop.hpp
[0595ccbb4d234c1a9c296748df37c675.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/0595ccbb4d234c1a9c296748df37c675.png
[3b43b8f0418f4376a371a40d7d4fdeb1.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/3b43b8f0418f4376a371a40d7d4fdeb1.png
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[ea731a7e9b8f418d8c54ddb1c6da4883.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/ea731a7e9b8f418d8c54ddb1c6da4883.png
[34dd4982580c4d39a43bbda4234a96c3.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/34dd4982580c4d39a43bbda4234a96c3.png
[JOL]: http://openjdk.java.net/projects/code-tools/jol/
[24af735447084ad09ad2fad38cc066fb.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/24af735447084ad09ad2fad38cc066fb.png
[9ebd9ed0b2754c3c9f0559dbe48fd7ab.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/9ebd9ed0b2754c3c9f0559dbe48fd7ab.png
[c76bf1a203eb428589de152c4607fe44.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/c76bf1a203eb428589de152c4607fe44.png
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[c0d57c77881746268a1ef55db96b24e1.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/c0d57c77881746268a1ef55db96b24e1.png
[b5f80b616b344307aabf3e20c602eab3.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/b5f80b616b344307aabf3e20c602eab3.png