文章目录
- 前言
- 一、介绍一下对象内存布局
- 二、对象内部各个区域的作用
- 1.mark word 标记词
- 2.Klass pointer 类型指针
- 3.数组长度
- 4.实例数据
- 5.填充数据
- 三、使用工具查看对象头大小
- 四、回收一下前言的题目答案
- 验证一下
- 写在最后
前言
从一道【某Y】的面试题入手，今天分析一下Java对象的内存布局：
问下面这个Java对象在64位虚拟机中占多大的内存？
class Test{
int a;
Integer number;
}【下文以jdk1.8的hotspot虚拟机为例】
一、介绍一下对象内存布局
一个对象由一下几部分构成
（1）对象头
- 对象头中包含mark word，Klass pointer，如果是数组的话还会存下数组大小。
（2）实例数据
- 存储的是类中的成员变量（静态变量可不存这里哦）
（3）填充数据
- 为了将对象的大小凑整为8的倍数
二、对象内部各个区域的作用
1.mark word 标记词
mark word的作用主要是为了记录对象的锁信息的，像是Synchronized和一些锁操作（如下图）【等书到了，我会另外补全这里的知识】，在64位操作系统下，标记词占64bit；在32位系统下，占32bit；
锁状态+锁操作+CMS过程中用到的标记信息
深入探讨mark word
2.Klass pointer 类型指针
我们知道类的信息和对象是分开存储的，对象存在堆中，而类信息存在方法区（jdk1.8的元空间）中。那么两者之间通过什么进行绑定呢？这个时候Klass Pointer类型指针就发挥了作用！
像是对象的一些信息包括（hash码，对象首地址，GC分代年龄）都存在方法区，JVM要获取一个对象的信息，就可以通过这个Klass pointer从方法区获取。
关于Klass pointer的大小，在32位虚拟机中占32bit。
在64位虚拟机中，可以是32bits也可以是64bits，取决条件是一个叫做指针压缩的优化是否开启
- 未开启指针压缩时，类型指针占用8B (64bit)
- 开启指针压缩情况下，类型指针占用4B (32bit)
具体看这篇文章：指针压缩是什么?
需要注意的是jdk6以后的指针压缩是默认开启的（当然也可以手动关掉，在“指针压缩是什么?”一文中有详细讲解），主要还是一种内存空间的优化策略
3.数组长度
这一部分只有对象是数组的时候，才会存在于对象头部，占用4字节（32bit）空间。
4.实例数据
- 1.基本类型占用的字节为：
java基本类型 | 占用字节 |
byte，boolean | 1字节 |
char，short | 2 |
int，float | 4 |
long，double | 8 |
- 2.引用类型占用的字节为：
对于引用类型占用，如果开启了指针压缩，那么占4字节，如果关闭指针压缩，占8字节。（包括String，等基本类型的包装类型）
- 3.如果该类继承于其他父类：
那就是子类会继承父类的成员变量。父类的成员变量会加到子类中。
有个问题：【父类的private变量，子类能继承但是无权使用，会不会加到子类对象的实例数据中？】
- 4.静态变量？
静态变量并不与堆存在一起，jdk1.7之前是存在方法区中的，自从jdk1.7及之后版本都是存在堆中，但不是存在对象的实例数据中，而是分开存储。【具体是怎么存的等书到了再补充…】
- 5.另外
Jvm在对象的实例数据中并不是按照我们声明的先后，从前到后进行排序的，而是涉及了另一个优化方式，叫做【字段重排序】
5.填充数据
填充数据的作用仅仅是为了：如果上面4部分的数据加起来，如果所占用的字节数不是8的倍数，那么填充数据就进行填充，填充到8的倍数！
【原因】64位的操作系统一次IO也就是64位，也就是8个字节，将对象凑整成8的倍数，每次IO的李利用率就提升了
三、使用工具查看对象头大小
可以通过OpenJDK的 jol 工具将对象的内存布局进行打印
这个工具是可以在Oracle的JDK中打印信息的，放心使用
下面是pom的依赖部分
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jol</groupId>
<artifactId>jol-core</artifactId>
<version>0.14</version>
</dependency>使用案例
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(VM.current().details()); 打印虚拟机当前情况
String wang = "a";
ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(wang);
System.out.println(layout.toPrintable()); 打印对象内存布局占用详细情况
System.out.println(layout.headerSize()); 打印对象头大小
System.out.println(layout.instanceSize()); 打印对象占用大小
}
}
四、回收一下前言的题目答案
问下面这个Java对象在64位虚拟机中占多大的内存？
class Test{
int a;
Integer number;
}默认情况下指针压缩开启
mark word 8字节+ klass pointer 4字节 + int 4字节 + Integer引用类型4字节 = 20字节
因为不是8的倍数，因此补充数据4字节凑整
最后Test对象24字节。
验证一下
1. 使用jol
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(VM.current().details());
Wang wang = new Wang();
ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(wang);
System.out.println(layout.toPrintable());
}
}2. 最后输出
默认是开启指针压缩的内存优化，因此占用24个字节。
写在最后
后续会再写一篇文章，专门验证每个区域的内存大小，以及指针压缩的内存优化细节
使用jol查看对象内存占用
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