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锁定老帖子 主题:java对象的大小_基础知识
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作者 | 正文 |
发表时间:2014-09-14
Java的对象被jvm管理,单个对象如何布局,大小如何,程序员可以不用关心。 但是,掌握一些相关的知识,可以让我们对应用中使用的对象大小有一个大致的估计,做到心中有数,当遇到内存敏感型应用时,可以通过适当的参数调节和应用优化减少内存占用。 另外,just for fun。 声明 以下讨论大部分都是基于32bits Java Hotspot VM,关于64bits的会特殊声明。 本文查看java对象的内存输出来自工具包memoryutil http://zhang-xzhi-xjtu.iteye.com/admin/blogs/2116347 Java对象内存组成 对象内存由以下几部分组成:Object header + primitive fields + reference fields + padding Object header : 对象头。Hotspot中,一般对象(非数组对象)为8bytes,数组对象为12bytes。 primitive fields : boolean byte 1 char short 2 int float 4 long double 8 reference fields : 4 bytes padding : 为了内存对齐的填充字节。 Hotspot中,对象占据的内存是8字节的整数倍。如果不是,则加padding到8字节的整数倍。注意,padding不一定是padding到所有field之后,field有可能重新排序,以满足一定的对齐规则,padding也有可能插入到不同的地方,参见下文的例子。 shallow size和full size <pre name="code" class="java">class A{ int id; String str; }</pre> 我们计算new A()占据的内存时: 对象头, id(primitive)所占据的内存,str的reference内存,padding。为shallow size。 对象头, id(primitive)所占据的内存, str的reference内存,padding,str实例本身所占据的内存(full size)。为full size。 简单普通对象例子 一个new Object()占据8bytes,只有对象头。 shallow size=full size=8 class ObjectWithOneBooleanField { boolean b; } 一个new ObjectWithOneBooleanField()占据16bytes. shallow size=full size=8(对象头)+1(boolean)+7(padding)=16 当一个class定义了8个boolean的field。一个对象还是占据16bytes。这种情况下无padding。 shallow size=full size=8(对象头)+8(boolean*8)=16。 class A { boolean val0; long val1; int val2; } 一个new A()占据24bytes. shallow size=full size=8(对象头)+1(boolean)+8(long)+4(int)+3(padding)=24 数组及例子 数组是特殊的对象。对象头为12。4bytes保存length。 多维数组不过就是数组的数组。 一维primitive数组 new byte[0] shallow size=full size=12(对象头)+4(padding)=16 new byte[4] shallow size=full size=12(对象头)+4(byte*4)=16 new byte[5] shallow size=full size=12(对象头)+5(byte*5)+7(padding)=24 一维reference数组 new Object[] {} shallow size=full size=12(对象头)+4(padding)=16 new Object[] { new Object(), new Object() } shallow size=12(对象头)+8(reference*2)+4(padding)=24 full size=24(shallow size)+16(2个空object的内存,每个8bytes)=40 二维数组 new Object[][] { new Object[] { new Object() }, new Object[] { new Object(), new Object() } } shallow size=12(对象头)+8(reference*2)+4(padding)=24 对new Object[] { new Object() } shallow size=12(对象头)+4(reference)=16 full size=16(shallow size)+8(空对象大小)=24 对new Object[] { new Object(), new Object() } Full size=40(前文计算过) 合起来 full size=24+24+40=88 Field重排序 我们来看一个例子。 <pre name="code" class="java">class ClassWithManyFields { boolean val0; long val1; int val2; long val3; boolean val4; long val5; }</pre> ClassWithManyFields ---------------------------------------------------------------- object class info : allen.memoryutil.dirver.ClassWithManyFields object identityHashCode : 10851992 in parent info : root object shallow size = 40 full size = 40 -----------shallow size detail.----------------- headerType = NormalHeader size = 8 offset : 8 size = 8 long allen.memoryutil.dirver.ClassWithManyFields.val1 offset : 16 size = 8 long allen.memoryutil.dirver.ClassWithManyFields.val3 offset : 24 size = 8 long allen.memoryutil.dirver.ClassWithManyFields.val5 offset : 32 size = 4 int allen.memoryutil.dirver.ClassWithManyFields.val2 offset : 36 size = 1 boolean allen.memoryutil.dirver.ClassWithManyFields.val0 offset : 37 size = 1 boolean allen.memoryutil.dirver.ClassWithManyFields.val4 padding size = 2 -----------end of shallow size detail.---------- ---------------------------------------------------------------- 可以看出,field被重新排序,以保证K长度的数据类型地址都是K的整数倍。 类继承关系对内存布局的影响 <pre name="code" class="java">class Father { byte father_byte_0; long father_long; byte father_byte_1; } class Child extends Father { byte child_byte_0; long child_long; byte child_byte_1; }</pre> Child ---------------------------------------------------------------- object class info : allen.memoryutil.dirver.Child object identityHashCode : 15244180 in parent info : root object shallow size = 32 full size = 32 -----------shallow size detail.----------------- headerType = NormalHeader size = 8 offset : 8 size = 8 long allen.memoryutil.dirver.Father.father_long offset : 16 size = 1 byte allen.memoryutil.dirver.Father.father_byte_0 offset : 17 size = 1 byte allen.memoryutil.dirver.Father.father_byte_1 offset : 20 size = 1 byte allen.memoryutil.dirver.Child.child_byte_0 offset : 21 size = 1 byte allen.memoryutil.dirver.Child.child_byte_1 offset : 24 size = 8 long allen.memoryutil.dirver.Child.child_long padding size = 4 -----------end of shallow size detail.---------- ---------------------------------------------------------------- 可以看到,父类的field先单独排列(有重排序),然后才是子类的field排列(有重排序)。 如何合法浪费内存 理解了内存对齐和父类的field单独排列,我们可以合法的构造浪费内存的对象。 <pre name="code" class="java">class C_A { byte a_byte; } class C_B extends C_A { long b_long; } class C_C extends C_B { byte c_byte; } class C_D extends C_C { long d_long; }</pre> C_D ---------------------------------------------------------------- object class info : allen.memoryutil.dirver.C_D object identityHashCode : 30377347 in parent info : root object shallow size = 40 full size = 40 -----------shallow size detail.----------------- headerType = NormalHeader size = 8 offset : 8 size = 1 byte allen.memoryutil.dirver.C_A.a_byte offset : 16 size = 8 long allen.memoryutil.dirver.C_B.b_long offset : 24 size = 1 byte allen.memoryutil.dirver.C_C.c_byte offset : 32 size = 8 long allen.memoryutil.dirver.C_D.d_long padding size = 14 -----------end of shallow size detail.---------- ---------------------------------------------------------------- 可以看到,由于类型在继承体系中,field是byte和long间隔定义,导致padding比较大。 当类的继承链比较长时,则最多可以浪费7/16=43%的内存。 32位jvm和64位jvm 64bits JVM和32bits相比变化如下: 对象占用的内存大小受到VM参数UseCompressedOops的影响。 开启(-XX:+UseCompressedOops) 可以压缩指针。 关闭(-XX:-UseCompressedOops) 可以关闭压缩指针。 原理: 4bytes引用(地址编码),当寻址单位为1 byte时,寻址空间为4G空间。 由于java对象都是8bytes对齐的,因此,所有java对象地址的低3bits都是0,有点浪费。 如果寻址单位从1byte改为8bytes,则可以去除该浪费。 4bytes引用(地址编码),当寻址单位为8 byte时,寻址空间为32G空间。 可以看到,压缩指针技术只适用于java堆大小<=32G的情况。 UseCompressedOops默认开启规则: Compressed oops is supported and enabled by default in Java SE 6u23 and later. In Java SE 7, use of compressed oops is the default for 64-bit JVM processes when -Xmx isn't specified and for values of -Xmx less than 32 gigabytes. For JDK 6 before the 6u23 release, use the -XX:+UseCompressedOops flag with the java command to enable the feature. 参考 http://www.javamex.com/tutorials/memory/index.shtml http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/vm/performance-enhancements-7.html#compressedOop 声明:ITeye文章版权属于作者,受法律保护。没有作者书面许可不得转载。
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