Java对象的布局
注意:我用的是jdk1.8版本的
在 HotSpot虚拟机中,对象在内存中的存储的布局可以分为三块区域:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)、对齐填充(Padding):如下图
对象头
- Mark Word:包含一系列的标记位,比如轻量级锁的标记位,偏向锁标记位等等。在32位系统占4字节,在64位系统中占8字节;
- Class Pointer(类型指针):用来指向对象对应的Class对象(其对应的元数据对象)的内存地址。在32位系统占4字节,在64位系统中占8字节;
- Length:如果是数组对象,还有一个保存数组长度的空间,占4个字节;
实例数据
- 对象实例数据 : 对象的所有成员变量其中包含父类的成员变量和本类的成员变量,也就是说,除去静态变量和常量值放在方法区,非静态变量的值是随着对象存储在堆中的。
- byte、boolean是1个字节,short、char是2个字节,int、float是4个字节,long、double是8个字节,reference是4个字节(64位系统中是8个字节)。
对齐填充
- 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,也就是说对象的大小必须是 8 字节的整数倍。对象头部分是 8 字节的倍数,所以当对象实例数据部分没有对齐时,就需要通过对齐填充来补全。
Java一个对象占多少字节,回归主题,根据上面所述,我们知道 占用16字节,下面具体详速:
- 64位系统(未开启指针压缩):Mark Word占用8个字节 + Class Pointer占用8个字节 = 16个字节 (16已经是8的整数倍,所以不需要对齐填充) 对象头的大小:16个字节
- 64位系统(开启指针压缩):Mark Word 占用8个字节 + Class Pointer 占用4个字节 + 对齐填充 4个字节 = 16个字节 (空对象,所以实例数据大小为0) 对象头的大小:12个字节
上代码检测(注意:这里默认开启了指针压缩):
综上我们可以看出实际的结果也是16字节,指针压缩Class Pointer的大小压缩成了4个字节:
64位系统(开启指针压缩):Mark Word 占用8个字节 + Class Pointer 占用4个字节 + 对齐填充 4个字节 = 16个字节 (空对象,所以实例数据大小为0) 对象头的大小:12个字节
关闭指针压缩:设置参数: -XX:-UseCompressedOops
64位系统(未开启指针压缩):Mark Word占用8个字节 + Class Pointer占用8个字节 = 16个字节 (16已经是8的整数倍,所以不需要对齐填充)
指针压缩
开启指针压缩使用算法开销带来内存节约
-XX:+UseCompressedOops
注意:32位HotSpot VM是不支持UseCompressedOops参数的,只有64位HotSpot VM才支持。
注意:下面的所有测试,都是开启了指针压缩的
实例数据
example1. 添加一个int 类型
class TestO{
int a;
}
推测这个TestO的大小:
对象头:Mark Word 8个字节 + Class Pointer 4个字节 = 12字节
实例数据:int 占用 4个字节
TestO = 对象头 + 实例数据 = 12 + 4 = 16字节(因为16已经是8的整数倍,固这里不用对齐补充)
上结果:验证上面的推测完全正确 ,啦啦啦啦
example2.对齐填充的位置
class TestO{
byte b;
String a;
}
推测这个TestO的大小:
24字节 => 12字节(对象头)+5个字节(实例数据:byte 1个字节+String 引用 4个字节)+7个字节(对齐填充)
但是 、但是、但是这里的对齐填充的位置真的是我们以为的那样 吗???
上结果:对齐填充的位置!!!!
在 HotSpot VM 中,对象排布时,间隙是在 4 字节基础上的(在 32 位和 64 位压缩模式下),上述例子中,byte为一个字节,空隙只剩下 3 字节,接下来的 String 对象引用需要 4 字节来存放,因此 byte 和对象引用之间就会有 3 字节对齐,对象引用排布后,最后会有 4 字节对齐,因此结果上依然是对齐需要7个字节
上图:
example3.字段重排序
class TestO{
byte b;
String a;
short c;
}
推测这个TestO的大小:
TestO = Mark Word 8个字节+Class Pointer 4个字节+byte 1个字节 +????到这里我们就有疑惑了?String 跟short??
上结果:字段重新排序了,我们发现 short排在了最前面,byte在后面,然后对齐填充(这里上面我们已经解释了原因),String在最后
short\char 会排在 byte/boolean的前面
对象实例数据instance data : 对象的所有成员变量其中包含父类的成员变量和本类的成员变量,也就是说,除去静态变量和常量值放在方法区,非静态变量的值是随着对象存储在堆中的。验证结果在下方,请查收!
example4.静态变量
class TestO{
byte b;
static String name = "zx";
}
上结果叻;并没有计算在内:所以验证了上面我们所说的静态变量不计算在对象的大小中
example5:父类的成员变量
class TestO{
byte b;
}
class TestC extends TestO{
}
上结果:
注意:
//使用:ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable();
public static void main(String[] args) {
TestC o = new TestC();
String layout = ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable();
System.out.println(layout);
}
需要在pom.xml里面引入:
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jol</groupId>
<artifactId>jol-core</artifactId>
<version>0.10</version>
</dependency>