0

0

Java对象大小浅析

黄舟

黄舟

发布时间:2017-03-15 11:35:57

|

1890人浏览过

|

来源于php中文网

原创


 最近突发奇想,忽然对java对象的内存大小感兴趣,去网上搜集了一些资料,并且做一下整理,希望能够各位帮助。
 如果:你能算出new string(“abc”)这个对象在jvm中占用内存大小(64位jdk7中压缩大小48b,未压缩大小64b), 那么看到这里就可以结束了~


Java对象的内存布局:对象头(Header),实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)
 虚拟机的对象头包括两部分信息,第一部分用于存储对象自身的运行时数据,如hashCode、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。这部分数据的长度在32位和64的虚拟机(未开启指针压缩)中分别为4B和8B,官方称之为”Mark Word”。
 对象的另一部分是类型指针(klass),即对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是那个类的实例。另外如果对象是一个Java数组,那再对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据,因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小,但是从数组的元数据中却无法确定数组的大小。
对象头在32位系统上占用8B,64位系统上占16B。 无论是32位系统还是64位系统,对象都采用8字节对齐。Java在64位模式下开启指针压缩,比32位模式下,头部会大4B(mark区域变位8B,kclass区域被压缩),如果没有开启指针压缩,头部会大8B(mark和kclass都是8B),换句话说,
 HotSpot的对齐方式为8字节对齐:(对象头+实例数据+padding)%8 等于0 且 0


 在参考资料2中提到,再JDK5之后提供的java.lang.instrument.Instrumentation提供了丰富的对结构的等各方面的跟踪和对象大小的测量API。但是这个东西需要采用java的agent代理才能使用,至于agent代理和Instrumentation这里就不阐述了,我这里只阐述其使用方式。
 在参考资料3中提供了这个类,个人觉得很实用,代码如下所附1所示(代码比较长,索性就放到文章最后了):
 这段代码可以直接拷贝,然后将其打成jar包(命名为agent.jar,如果没有打包成功,可以直接下载博主打包好的),注意在META-INF/MANIFEST.MF中添加一行:

Premain-Class: com.zzh.size.MySizeOf (注意":"后面的空格,否则会报错:invalid header field.)

 举个案例,代码如下(博主的系统是64位的,采用的是64位的JDK7):

import com.zzh.size.MySizeOf;public class ObjectSize
{    public static void  main(String args[])
    {
        System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new Object()));
    }
}

 接下来进行编译运行,步骤如下:

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

  1. 编译(agent.jar放在当前目录下):javac -classpath agent.jar ObjectSize.java

  2. 运行:java -javaagent:agent.jar ObjectSize(输出结果:16,至于这个结果的分析,稍后再阐述)

 JDK6推出参数-XX:+UseCompressedOops,在32G内存一下默认会自动打开这个参数。可以在运行参数中添加-XX:-UseCompressedOops来关闭指针压缩。
 使用Instrumentation来测试对象的大小,只是为了更加形象的表示一个对象的大小,实际上当一个对象建立起来的时候可以手动计算其大小,代码案例实践用来证明理论知识的合理性及正确性,具体算法在下面的代码案例中有所体现。

补充:原生类型(primitive type)的内存占用如下:

Primitive Type Memory Required(bytes)
boolean 1
byte 1
short 2
char 2
int 4
float 4
long 8
double 8

 引用类型在32位系统上每个占用4B, 在64位系统上每个占用8B。


案例分析
 扯了这么多犊子,估计看的玄乎玄乎的,来几段代码案例来实践一下。

案例1:上面的new Object()的大小为16B,这里再重申一下,博主测试机是64位的JDK7,如无特殊说明,默认开启指针压缩。

new Object()的大小=对象头12B(8Bmak区,4Bkclass区)+padding的4B=16B

案例2

    static class A{        int a;
    }    static class B{        int a;        int b;
    }    public static void  main(String args[])
    {
        System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new Integer(1)));
        System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new A()));
        System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new B()));
    }

输出结果:

(指针压缩) 16    16    24
(指针未压缩)24    24    24

分析1(指针压缩):

云点滴客户关系管理CRM OA系统
云点滴客户关系管理CRM OA系统

云点滴客户解决方案是针对中小企业量身制定的具有简单易用、功能强大、永久免费使用、终身升级维护的智能化客户解决方案。依托功能强大、安全稳定的阿里云平 台,性价比高、扩展性好、安全性高、稳定性好。高内聚低耦合的模块化设计,使得每个模块最大限度的满足需求,相关模块的组合能满足用户的一系列要求。简单 易用的云备份使得用户随时随地简单、安全、可靠的备份客户信息。功能强大的报表统计使得用户大数据分析变的简单,

下载
new Integer(1)的大小=12B对象头+4B的实例数据+0B的填充=16Bnew 
A()的大小=12B对象头+4B的实例数据+0B的填充=16B
new B()的大小=12B对象头+2*4B的实例数据=20B,填充之后=24B

分析2(指针未压缩):

new Integer(1)的大小=16B对象头+4B的实例数据+4B的填充=24B
new A()的大小=16B对象头+4B的实例数据+4B的填充=24B
new B()的大小=16B对象头+2*4B的实例数据+0B的填充=24B

案例3

System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new int[2]));
System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new int[3]));
System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new char[2]));
System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new char[3]));

输出结果:

(指针压缩) 24    32    24    24
(指针未压缩) 32    40    32    32

分析1(指针压缩):

new int[2]的大小=12B对象头+压缩情况下数组比普通对象多4B来存放长度+2*4B的int实例大小=24B
new int[3]的大小=12B对象头+4B长度+3*4B的int实例大小=28B,填充4B =32B
new char[2]的大小=12B对象头+4B长度+2*2B的实例大小=20B,填充4B=24B
new char[3]的大小=12B对象头+4B长度+3*2B的实例大小+2B填充=24B
(PS:new char[5]的大小=32B)

分析2(指针未压缩):

new int[2]的大小=16B对象头+未压缩情况下数组比普通对象多8B来存放长度+2*4B实例大小=32B
new int[3]的大小=16B+8B+3*4B+4B填充=40B
new char[2]的大小=16B+8B+2*2B+4B填充=32B
new char[2]的大小=16B+8B+3*2B+2B填充=32B
(PS:new char[5]的大小为40B)

案例4(sizeOf只计算本体对象大小,fullSizeOf计算本体对象大小和引用的大小,具体可以翻阅附录1的代码).

System.out.println(MySizeOf.sizeOf(new String("a")));
System.out.println(MySizeOf.fullSizeOf(new String("a")));
System.out.println(MySizeOf.fullSizeOf(new String("aaaaa")));

输出结果:

(指针压缩)24    48    56    
(指针未压缩)32    64   72

分析1(指针压缩):

翻看String(JDK7)的源码可以知道,
String有这几个成员变量:(static变量属于类,不属于实例,所以声明为static的不计入对象的大小)
private final char value[];
private int hash;
private transient int hash32 = 0;

MySizeOf.sizeOf(new String("a"))的大小=12B对象头+2*4B(成员变量hash和hash32)+4B(压缩的value指针)=24B
MySizeOf.fullSizeOf(new 
String("a"))的大小=12B对象头+2*4B(成员变量hash和hash32)+4B指针+
(value数组的大小=12B对象头+4B数组长度+1*2B实例大小+6B填充=24B)=12B+8B+4B+24B=48B
(PS: new String("aa"),new String("aaa"),new String("aaaa")的fullSizeOf大小都为48B)
MySizeOf.fullSizeOf(new String("aaaaa"))的大小=12B+2*4B+4B+(12B+4B+5*2B+6B填充)=24B+32B=56B

分析2(指针未压缩)

MySizeOf.sizeOf(new String("a"))的大小=16B+2*4B+8B(位压缩的指针大小) =32B
MySizeOf.fullSizeOf(new String("a"))的大小=16B对象头+2*4B(成员变量hash和hash32)+8B指针+(value数组的大小=16B对象头+8B数组长度+1*2B实例大小+6B填充=32B)=32B+32B=64B
(PS: new String("aa"),new String("aaa"),new String("aaaa")的fullSizeOf大小都为64B)
MySizeOf.fullSizeOf(new String("aaaaa"))的大小=16B+2*4B+8B+(16B+8B+5*2B+6B填充)=32B+40B=72B

 这些计算结果只会少不会多,因为在代码运行过程中,一些对象的头部会伸展,mark区域会引用一些外部的空间(轻量级锁,偏向锁,这里不展开),所以官方给出的说明也是,最少会占用多少字节,绝对不会说只占用多少字节。

如果是32位的JDK,可以算一下或者运行一下上面各个案例的结果。

 看来上面的这些我们来手动计算下new String()的大小:
1. 指针压缩的情况

12B对象头+2*4B实例变量+4B指针+(12B对象头+4B数组长度大小+0B实例大小)=24B+16B=40B
  1. 指针未压缩的情况

16B+2*4B+8B指针+(16B+8B数组长度大小+0B)=32B+24B=56B

 所以一个空的String对象最少也要占用40B的大小,所以大家在以后应该编码过程中要稍微注意下。其实也并不要太在意,相信能从文章开头看到这里的同学敲的代码也数以万计了,不在意这些也并没有什么不妥之处,只不过如果如果你了解了的话对于提升自己的逼格以及代码优化水平有很大的帮助,比如:能用基本类型的最好别用其包装类。

附:agent.jar包源码

package com.zzh.size;import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class MySizeOf{
     static Instrumentation inst;  

        public static void premain(String args, Instrumentation instP) {  
            inst = instP;  
        }  

        /** 
         * 直接计算当前对象占用空间大小,包括当前类及超类的基本类型实例字段大小、

* 引用类型实例字段引用大小、实例基本类型数组总占用空间、实例引用类型数组引用本身占用空间大小;

* 但是不包括超类继承下来的和当前类声明的实例引用字段的对象本身的大小、实例引用数组引用的对象本身的大小

* * @param obj * @return */ public static long sizeOf(Object obj) { return inst.getObjectSize(obj); } /** * 递归计算当前对象占用空间总大小,包括当前类和超类的实例字段大小以及实例字段引用对象大小 * * @param objP * @return * @throws IllegalAccessException */ public static long fullSizeOf(Object objP) throws IllegalAccessException { Set visited = new HashSet(); Deque toBeQueue = new ArrayDeque<>(); toBeQueue.add(objP); long size = 0L; while (toBeQueue.size() > 0) { Object obj = toBeQueue.poll(); //sizeOf的时候已经计基本类型和引用的长度,包括数组 size += skipObject(visited, obj) ? 0L : sizeOf(obj); Class tmpObjClass = obj.getClass(); if (tmpObjClass.isArray()) { //[I , [F 基本类型名字长度是2 if (tmpObjClass.getName().length() > 2) { for (int i = 0, len = Array.getLength(obj); i < len; i++) { Object tmp = Array.get(obj, i); if (tmp != null) { //非基本类型需要深度遍历其对象 toBeQueue.add(Array.get(obj, i)); } } } } else { while (tmpObjClass != null) { Field[] fields = tmpObjClass.getDeclaredFields(); for (Field field : fields) { if (Modifier.isStatic(field.getModifiers()) //静态不计 || field.getType().isPrimitive()) { //基本类型不重复计 continue; } field.setAccessible(true); Object fieldValue = field.get(obj); if (fieldValue == null) { continue; } toBeQueue.add(fieldValue); } tmpObjClass = tmpObjClass.getSuperclass(); } } } return size; } /** * String.intern的对象不计;计算过的不计,也避免死循环 * * @param visited * @param obj * @return */ static boolean skipObject(Set visited, Object obj) { if (obj instanceof String && obj == ((String) obj).intern()) { return true; } return visited.contains(obj); } }

相关文章

java速学教程(入门到精通)
java速学教程(入门到精通)

java怎么学习?java怎么入门?java在哪学?java怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了java速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

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
C++ 设计模式与软件架构
C++ 设计模式与软件架构

本专题深入讲解 C++ 中的常见设计模式与架构优化,包括单例模式、工厂模式、观察者模式、策略模式、命令模式等,结合实际案例展示如何在 C++ 项目中应用这些模式提升代码可维护性与扩展性。通过案例分析,帮助开发者掌握 如何运用设计模式构建高质量的软件架构,提升系统的灵活性与可扩展性。

14

2026.01.30

c++ 字符串格式化
c++ 字符串格式化

本专题整合了c++字符串格式化用法、输出技巧、实践等等内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

9

2026.01.30

java 字符串格式化
java 字符串格式化

本专题整合了java如何进行字符串格式化相关教程、使用解析、方法详解等等内容。阅读专题下面的文章了解更多详细教程。

12

2026.01.30

python 字符串格式化
python 字符串格式化

本专题整合了python字符串格式化教程、实践、方法、进阶等等相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细操作。

4

2026.01.30

java入门学习合集
java入门学习合集

本专题整合了java入门学习指南、初学者项目实战、入门到精通等等内容,阅读专题下面的文章了解更多详细学习方法。

20

2026.01.29

java配置环境变量教程合集
java配置环境变量教程合集

本专题整合了java配置环境变量设置、步骤、安装jdk、避免冲突等等相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细操作。

18

2026.01.29

java成品学习网站推荐大全
java成品学习网站推荐大全

本专题整合了java成品网站、在线成品网站源码、源码入口等等相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细推荐内容。

19

2026.01.29

Java字符串处理使用教程合集
Java字符串处理使用教程合集

本专题整合了Java字符串截取、处理、使用、实战等等教程内容,阅读专题下面的文章了解详细操作教程。

3

2026.01.29

Java空对象相关教程合集
Java空对象相关教程合集

本专题整合了Java空对象相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

6

2026.01.29

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 | 3万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 8万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 53.6万人学习

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