Java 性能优化之 String 篇

String 在 JVM 的存储结构

一般而言，Java 对象在虚拟机的结构如下：

• 对象头（object header）：8 个字节
• Java 原始类型数据：如 int, float, char 等类型的数据，各类型数据占内存如表 1. Java 各数据类型所占内存.
• 引用（reference）：4 个字节
• 填充符（padding）

表 1. Java 各数据类型所占内存

数据类型 占用内存（字节数）

boolean	1
byte
char	2
short
int	4
float
long	8
double

然而，一个 Java 对象实际还会占用些额外的空间，如：对象的 class 信息、ID、在虚拟机中的状态。在 Oracle JDK 的 Hotspot 虚拟机中，一个普通的对象需要额外 8 个字节。

如果对于 String（JDK 6）的成员变量声明如下：

 private final char value[]; 
 private final int offset; 
 private final int count; 
 private int hash;

那么应该如何计算该 String 所占的空间？

首先计算一个空的 char 数组所占空间，在 Java 里数组也是对象，因而数组也有对象头，故一个数组所占的空间为对象头所占的空间加上数组长度，即 8 + 4 = 12 字节 , 经过填充后为 16 字节。

那么一个空 String 所占空间为：

对象头（8 字节）+ char 数组（16 字节）+ 3 个 int（3 × 4 = 12 字节）+1 个 char 数组的引用 (4 字节 ) = 40 字节。

因此一个实际的 String 所占空间的计算公式如下：

8*( ( 8+2*n+4+12)+7 ) / 8 = 8*(int) ( ( ( (n) *2 )+43) /8 )

其中，n 为字符串长度。