Java 物件佔用記憶體大小

Java 物件

如果想要了解java物件在記憶體中的大小，必須先要了解java物件的結構。

HotSpot虛擬機器中，物件在記憶體中儲存的佈局可以分為三塊區域：物件頭（Header）、例項資料（Instance Data）和對齊填充（Padding）

java 物件頭

• Mark Word

HotSpot虛擬機器的物件頭(Object Header)包括兩部分資訊，第一部分用於儲存物件自身的執行時資料， 如雜湊值（HashCode）、GC分代年齡、鎖狀態標誌、執行緒持有的鎖、偏向執行緒ID、偏向時間戳等等，這部分資料的長度在32位和64位的虛擬機器（暫 不考慮開啟壓縮指標的場景）中分別為32個和64個Bits，官方稱它為“Mark Word”。

• Class Metadata Address

儲存該物件的 Class 物件的地址。就是該物件屬於那個Class。

• ArrayList

儲存陣列的長度。 如果是陣列物件才會有此資料。非陣列物件沒有此資料。

具體物件頭佔用的大小如下：

從上面表格中，我們可以推斷出：

32位系統：

• 物件頭佔用：
  32+32=64bit。
  64bit/8=8byte。

• 陣列物件頭佔用：
  32+32+32=96bit。
  96bit/8=12byte。

64位系統：

• 物件頭佔用：
  64+64=128bit。
  128bit/8=16byte。

• 陣列物件頭佔用：
  64+64+64=192bit。
  192bit/8=24byte。

例項資料

例項資料就是，物件中的例項變數。 例項變數型別分為：基本型別和引用型別。

對齊填充

物件在堆中分配的最新儲存單位是8byte。如果儲存的資料不夠8byte的倍數，則對齊填充夠8的倍數個位元組。

Java 物件大小分析

下面我們以 64 位的 JDK 進行分析 Java 物件在堆中的佔用空間大小

程式碼示例一

1. public class StrObj1 {

2. private String a;

3. }

4. public class StrObj2 {

5. private String a;

6. private String b;

7. }

8. public class StrObj3 {

9. private String a;

10. private String b;

11. private String c;

12. }

13. public class StrObj4 {

14. private String a;

15. private String b;

16. private String c;

17. private String d;

18. }

19. public class NumObj {

20. private int a;

21. private int b;

22. private int c;

23. private int d;

24. }

25. public class Obj {

26. public static void main(String[] args) {

27. Obj obj = new Obj();

28. StrObj1 s1 = new StrObj1();

29. StrObj2 s2 = new StrObj2();

30. StrObj3 s3 = new StrObj3();

31. StrObj4 s4 = new StrObj4();

32. Obj[] arrObj = new Obj[10];

33. NumObj num = new NumObj();

34. //System.gc() 會出發 FullGC。

35. System.gc();

36. }

37. }

執行程式

java -XX:+HeapDumpBeforeFullGC
-XX:HeapDumpPath=D:\hprof\test2.hprof
-XX:-UseCompressedOops
cn.com.infcn.jmat.ObjectAnalyze

啟動引數說明：

-XX:+UseCompressedOops 開啟指標壓縮。（預設開啟，該引數對64位虛擬機器有用） -XX:-UseCompressedOops 關閉指標壓縮。 其它引數具體 JVM 引數解釋詳見：生成 Heap Dump 的幾種方式

因為 System.gc(); 會出發FullGC，配合-XX:+HeapDumpBeforeFullGC 引數，會在 FullGC 前會在生成一個堆dump檔案：D:\hprof\test2.hprof

分析dump

本案例，使用 jmat 工具進行分析 dump 檔案。

cn.com.infcn.jmat.Obj 物件分析

從圖中我們發現 cn.com.infcn.jmat.Obj 物件佔用 16 byte 空間。 非陣列64位的物件頭 佔用16位元組，而且改物件沒有屬性，16位元組正好也是8的倍數，不需要填充，所以佔用堆空間久違16位元組。

cn.com.infcn.jmat.StrObj1

圖中可以看出 cn.com.infcn.jmat.StrObj1 物件佔用 24 byte 空間。

物件頭 16 byte 1 個引用型別例項變數 16 + 8 = 24 byte

cn.com.infcn.jmat.StrObj2

圖中可以看出 cn.com.infcn.jmat.StrObj1 物件佔用 32 byte 空間

物件頭 16 byte 2 個引用型別例項變數 16 + 2 * 8 = 32 byte

cn.com.infcn.jmat.StrObj3

圖中可以看出 cn.com.infcn.jmat.StrObj1 物件佔用 40 byte 空間

物件頭 16 byte 3 個引用型別例項變數 16 + 3 * 8 = 40 byte

cn.com.infcn.jmat.StrObj4

圖中可以看出 cn.com.infcn.jmat.StrObj1 物件佔用 48 byte 空間

物件頭 16 byte 4個引用型別例項變數 16 + 4 * 8 = 48 byte

cn.com.infcn.jmat.NumObj

圖中可以看出 cn.com.infcn.jmat.NumObj 物件佔用 32 byte 空間

4個 int 型別例項變數
16 + 4 * 4 = 32 byte

cn.com.infcn.jmat.Obj[] 陣列

圖中可以看出 cn.com.infcn.jmat.Obj[] 物件佔用 104 byte 空間

陣列物件頭 24 byte 10 個 Obj 的引用。 24 + 8 * 10 = 104 byte

物件陣列中儲存的是物件的引用，而不是實際的資料。

程式碼示例 二

1. public class BooleanObj1 {

2. boolean a;

3. }

5. ......

7. public class BooleanObj8 {

8. boolean a;

9. boolean b;

10. boolean c;

11. boolean d;

12. boolean e;

13. boolean f;

14. boolean g;

15. boolean h;

16. }

17. public class BooleanObj9 {

18. boolean a;

19. boolean b;

20. boolean c;

21. boolean d;

22. boolean e;

23. boolean f;

24. boolean g;

25. boolean h;

26. boolean i;

27. }

以指標非壓縮方式執行，然後分析dump。

從圖中我們發現 BooleanObj1 和 BooleanObj8 大小一樣都是24。 而 BooleanObj9 的大小為32。

BooleanObj1

物件頭 16 byte 1 個 boolean 例項變數。

16 + 1 = 17 byte。 因為 17 byte 不是 8 的倍數，需要 對齊填充。 所以BooleanObj1 所佔空間為 24 byte。

BooleanObj8

物件頭 16 byte 8 個 boolean 例項變數。

16 + 8 = 24 byte。

BooleanObj9

物件頭 16 byte 9 個 boolean 例項變數

16 + 9 =25 byte對齊填充 後為 32 byte

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