最近对程序占用内存方面做了一些优化,取得了不错的效果,总结了一些经验
简要说一下,相信会对大家写出优质的程序有所帮助
下面的论述针对32位系统,对64位系统不适用,后叙

经常你写了一个程序,一测试,功能没问题,一看内存占用也不多,就不去考虑其它的东西了。但可能程序使用了一个什么数据结构,会当数据规模变大时,内存占用激增。

基本&&关键的问题是,Java里各种东东占多少内存?????????

对于primitive类型,有8个
byte short int long float double char boolean 它们的长度分别是
1  2  4  8  4  8  2 1
这个不罗嗦了,举例来说

long[] data=new long[1000]; 

占用内存  8*1000 bytes


此外,data本身是一个Object,也占用内存若干,后叙,当然它针对  8*1000来说,忽略不计

再说Object的占用,在说这个之前,先说说引用,一惯的说法是
Java里没有指针了,只有引用,引用是安全的

这个说法没错,但是从机理上来说,引用就是指针,只是jvm对指针的使用检查和限制很多,这个引用/指针变得很安全

直接来结论:一个引用占4byte ,在32位系统上

Object obj=null;        //4byte 

Object[] objs=new Object[1000]; //至少4*1000byte



你看我定义了一个 obj,还是null,就占4byte
定义了一个 objs,1000个元素,但都是null啊,就都每个占4byte
是的!!!!!
虽然obj==null,但它已经是 一个引用,或者说一个指针了
指针也要占地方啊!!!!啊!!!!啊!!!!

接下来,直接给另一个结论: Object占8byte,注意,纯Object

Object obj=new Object();  //多少????



8byte?? 错!! 12byte,忘了还有一个引用,8byte是Object的内容
记住  Object obj=new Object(); 占12byte

Object[] objs=new Object[1000]; 

for(int i=0;i<1000;i++) { 

  objs[i]=new Object(); 

}



至少占用  12*1000 bytes

推论: Object占12bytes,似乎和上面的结论矛盾??!!
没有!! 不管Object,没有被垃圾回收之前,总得被别人引用吧?
总的有指针指它吧?  既然指,那个引用or指针就要占地方啊 4byte
加起来是12byte,反正一个Object至少 12bytes

还是直接给结论,推导的过程我就都包办了,咱不是脏活累活抢着干么!!
一个Integer占 16 bytes

这时您可能会有疑问,Integer=Object+int,就是:

public class Integer { 

  public int value; 

}


Integer应该占 8+4=12 bytes啊
你说的有道理,但是jvm对所有的Object有限制!!
这个限制被我发现了,就是不管什么Object占的空间,要是8的倍数
12不是8的倍数,只能是16了!!!

推论:Byte也占16bytes!!!!!!!!!!!

问:
Byte[] bytes=new Byte[1000];
占用空间多少?
答:  约为(至少为) (16+4)*1000 bytes
好家伙!!!!!!!!


论题:数组空间占用怎么算?
我这里直接给结论了,推导这个花了更长的时间:
对于数组来说,数组这个Object有一个length属性,数组的元素相当于其成员

public class Array { 

  public int length; 

  //... 其它成员 

}


对于数组,我们不是直接可以取length属性么,源于此

public byte[] bytes=new byte[1000]; 

System.out.println(bytes.length);  // 看,有length属性


上面的bytes换算过来是:

public class Array { 

 public int length; 

 public byte byte0; 

 public byte byte1; 

 ... 

 public byte byte999; 

}


上面的bytes占用的内存是:
4+[8+4 + 1*1000] = 4+ [1012]=4+1016=1020
4是 bytes这个引用,8是Object基占的,4是length属性占的
1000是1000个成员占的,本来是 1012,但要求是8的倍数,变成 1016了
总共是 1020
再如:

byte[] bytes=new byte[4];


的内存占用是:

4+[8+4+4*1]=4+[16]=20; 


byte[] bytes=new byte[3];  也是 20



对于元素是Object的数组,Object也是当作其成员,(注意只有引用这个数组的空间,这个可以推到普通Class上)

Byte[] bytes=new Byte[1000];
这个 bytes的定义相当于:

public class Array { 

  public int length; 

  public Byte byte0; 

  ..... 

  public Byte byte999; 

}


占用空间是:
4+[8+4+4*1000]+16*1000= 4+ 4016 + 16000  = 你自己算吧

推论:千万不要用  Byte[]  有20倍的差距!!!!!!!


你可能一下子没明白过来,没关系多琢磨一下,对于普通的class来说
,内容占用就是基加成员的占用,Object成员只记引用

public class Abc { 

   public int n; 

   public byte b; 

   public Object obj; 

}


它的内容占用是: [8+4+1+4]=24
所以  Abc one=new Abc()的占用是 4+24=28
提醒:对于 Abc的成员 obj没有计,如果要计入的话,循环这个过程就可以了。(琢磨一下)

举例:

public class Abc { 

   public byte b; 

   public Object obj=null; 

} 


public class Def { 

   public int n; 

   public byte b; 

   public Abc obj=new Abc(); 

}


问:
Def one=new Def(); //占多少?
答:

4+[8+4+1+4]+[8+1+4]=4+24+16=44 



public class Abc { 

   public byte b; 

   public Object obj=null; 

} 


public class Def { 

   public int n; 

   public byte b; 

   public Abc[] objs=new Abc[100]; 

   { 

      for(int i=0;i<10;i++) { 

         objs[i]=new Abc(); 

      } 

   } 

}


问:
Def one=new Def(); //占多少?
答:
kao,一下我也算不出来,不过我写了程序,可以算出来,你给它一个Object,它就能递归的算出总共占了多少内存,这个程序不复杂,你也可以写出来。我等机会合适了再放出。

单独说一下String,String的结构是:

public class String { 

    private final char value[]; 

    private final int offset; 

    private final int count; 

    private int hash; // Default to 0 

}


所以,不考虑那个char[]的占用,一个String最少占用 [8+4+4+4+4]=24bytes
加上引用,共28bytes
所以
String s="";
占用28bytes!!!!! 尽管它的长度为0
如果精确的算,加上引用一个String的占用是
4+24+[8+4+2*length]
String s=""; 的占用是  28+16=  44
String s="ab" 的占用是  28+16= 44
String s="abc" 的占用是 28+24 = 52

要说的是,String是常用的类,这么看,String耗内存很多,所以jvm有优化,同样的内容尽量重用,所以除了28是必须的外,那个char[] 很可能一样
比方说

String[] s=new String[1000]; 

for(int i=0;i<1000;i++) { 

   s[i]=new String("abcdefasdjflksadjflkasdfj"); 

}


的占用的数量级是  28*1000,那 1000个字符串本身基本上不占内存,只有一份!!!!!!
反正String 至少是 28,最多也可能是28!!!!!!!!


比较占内存的数据结构,这个很重要:
基本上就是  primitive的包装

实例:
我以前用一个
 Hashtable<String,Integer>的结构,有100万个元素
改为String[]+int[]后,内存占用改观不少,速度也很快
100万的String[] 快排一下,也就2秒多,查找用2分,和hash也差不多少

完!


说明:
1。 以上结论适用于32位系统,对于64位系统,有很多不同。反正结论是虽然64位系统能用的内容更多了,但相同的程序占用内存也多了不少
2。 上面讨论的是类的实例占用的内存,没有考虑静态变量的占用。 静态变量引用的是算在Class数据里的,内容的占用和实例无关,单独计算就可以了
3。 以上没有考虑 Class本身占的内存。 Class本身也需要占地方啊,就是类的结构,以及静态变量的引用的占用。但是这个占用是静态的,不随实例变多而变多的。也不好统计出来,想统计的话,看jvm源码里jclass的表示
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