0

0

在Java中对象在内存中的结构是什么样的_Java对象布局说明

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-02-02 15:46:32

|

475人浏览过

|

来源于php中文网

原创

Java对象在堆中由对象头、实例数据、对齐填充三部分组成;对象头含Mark Word和Class Pointer,实例数据为字段(含父类),对齐填充确保8字节对齐。

在java中对象在内存中的结构是什么样的_java对象布局说明

Java对象在堆内存中由哪几部分组成

Java对象在堆中不是一块连续裸数据,而是有明确分段结构的布局,HotSpot虚拟机(主流JDK默认)下分为三块:对象头实例数据对齐填充。其中对象头最复杂,又拆成 Mark WordClass Pointer 两部分;实例数据就是你声明的字段(含父类字段);对齐填充则纯粹为了保证对象起始地址是8字节倍数(即满足 java.lang.Object 的内存对齐要求)。

  • Mark Word 存锁状态、GC分代年龄、哈希码(延迟计算)、线程ID(偏向锁时)等,同一内存位置复用不同含义
  • Class Pointer 是指向 Klass 元数据的指针,32位JVM占4字节,64位默认也是4字节(开启 -XX:+UseCompressedClassPointers
  • 字段排列按“从大到小”重排序(如 longdouble 优先放前面),但同类型字段仍保持源码声明顺序
  • 父类字段一定排在子类字段前面,哪怕子类字段类型更大

为什么 new Object() 占16字节而不是8字节

一个空 Object 实例:对象头占8字节(Mark Word 4字节 + 压缩类指针 4字节),实例数据为0字节,但必须补足到8字节对齐——所以加8字节 Padding,最终大小16字节。可通过 Unsafe.objectFieldOffset 或 JOL(Java Object Layout)工具验证:

new org.openjdk.jol.vm.VM().details()

输出显示 java.lang.ObjectshallowSize 为16。

  • 未开启压缩指针(-XX:-UseCompressedOops)时,对象头变成12字节(Mark Word 8 + 类指针 4?不对——64位下类指针也变8字节,实际对象头16字节),此时空对象会变成24字节
  • -XX:+UseCompressedOops 必须搭配 -XX:+UseCompressedClassPointers 才能真正压缩两类指针;单独开前者不压缩类指针
  • JDK 15+ 默认启用压缩指针,但堆大于32GB后自动失效,对象头膨胀,内存占用明显上升

如何查看某个对象的真实内存布局

别靠猜,用 JOL 工具最直接。添加 Maven 依赖后,在 main 方法里调用:

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

LLaMA
LLaMA

Meta公司发布的下一代开源大型语言模型

下载
System.out.println(VM.current().details());
System.out.println(ClassLayout.parseClass(MyClass.class).toPrintable());

输出包含字段偏移、类型、大小、是否被重排序等细节。注意:JOL 分析的是类模板布局,实际运行时还要考虑 GC 算法影响(比如 ZGC 的着色指针会让 Mark Word 额外承载元信息)。

  • 字段偏移值不等于声明顺序索引,例如 int a; byte b; long c;c 可能偏移0,a 偏移8,b 偏移12 —— 因为 JVM 插入了填充避免 byte 拖累对齐
  • static 字段和常量池内容不计入对象实例大小,它们在方法区(JDK 8+ 是元空间)
  • 数组对象额外多4字节长度字段,放在实例数据之前,紧跟对象头

对象布局对性能和并发的实际影响

布局不是纸上谈兵,它直接影响缓存行命中、锁升级路径、序列化体积甚至 Unsafe 操作安全性。

  • 字段冷热分离很重要:把高频访问字段(如 AtomicInteger state)放在前面,可提升 L1 缓存局部性;把日志开关、调试标记等低频字段放后面,减少无效缓存加载
  • 伪共享(False Sharing)就源于布局——两个 volatile 字段若落在同一缓存行(通常64字节),多核修改会反复使彼此缓存行失效;可用 @Contended 注解(需 -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+RestrictContended)强制隔离
  • 使用 Unsafe.objectFieldOffset 获取字段地址时,拿到的是相对于对象起始地址的偏移,该值由布局决定,不同 JDK 版本或 VM 参数下可能变化,不可硬编码
  • 序列化框架(如 Kryo)若依赖字段偏移做快速拷贝,就容易因布局变更出错;更安全的做法是走反射或生成字节码

对象布局细节藏得深,但只要涉及高性能、低延迟或底层操作,就绕不开它——尤其是当你发现 volatile 字段更新比预期慢,或者用 Unsafe 修改字段却没生效时,大概率是布局或指针压缩惹的祸。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
Java Maven专题
Java Maven专题

本专题聚焦 Java 主流构建工具 Maven 的学习与应用,系统讲解项目结构、依赖管理、插件使用、生命周期与多模块项目配置。通过企业管理系统、Web 应用与微服务项目实战,帮助学员全面掌握 Maven 在 Java 项目构建与团队协作中的核心技能。

0

2025.09.15

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1505

2023.10.24

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1505

2023.10.24

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1505

2023.10.24

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

523

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

546

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

133

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

200

2025.08.29

AO3官网入口与中文阅读设置 AO3网页版使用与访问
AO3官网入口与中文阅读设置 AO3网页版使用与访问

本专题围绕 Archive of Our Own(AO3)官网入口展开,系统整理 AO3 最新可用官网地址、网页版访问方式、正确打开链接的方法,并详细讲解 AO3 中文界面设置、阅读语言切换及基础使用流程,帮助用户稳定访问 AO3 官网,高效完成中文阅读与作品浏览。

89

2026.02.02

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 3.1万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 8.3万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 55.8万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号