內(nèi)容簡(jiǎn)介

本文深入分析并驗(yàn)證了不同Java對(duì)象占用內(nèi)存空間大小的情況。對(duì)于不同的jvm實(shí)現(xiàn)，Java對(duì)象占用的內(nèi)存空間大小可能不盡相同，本文主要分析HotSpot jvm中的情況，實(shí)驗(yàn)環(huán)境為64位window10系統(tǒng)、JDK1.8。

對(duì)象頭

在64位機(jī)器上，默認(rèn)不開啟指針壓縮（-XX:-UseCompressedOops）的情況下，對(duì)象頭占用16bytes，開啟指針壓縮（-XX:+UseCompressedOops）則占用12bytes。

實(shí)例數(shù)據(jù)

原生類型（primitive type）的內(nèi)存占用如下：

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對(duì)象引用（reference）類型在64位機(jī)器上，關(guān)閉指針壓縮時(shí)占用8bytes， 開啟時(shí)占用4bytes。

對(duì)齊填充

Java對(duì)象占用空間是8字節(jié)對(duì)齊的，即所有Java對(duì)象占用bytes數(shù)必須是8的倍數(shù)。包含兩個(gè)屬性的對(duì)象：int和byte，并不是占用17bytes(12+4+1)，而是占用24bytes（對(duì)17bytes進(jìn)行8字節(jié)對(duì)齊）

對(duì)象內(nèi)存占用（前提回顧）

首先根據(jù)以上的計(jì)算規(guī)則，進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證。使用下面的程序進(jìn)行驗(yàn)證：

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TestObject testObject = new TestObject();
        Thread.sleep(600 * 1000);
        System.out.println(testObject);
    }
}

class TestObject {
    private int i;
    private double d;
    private char[] c;
    public TestObject() {
        this.i = 1;
        this.d = 1.0;
        this.c = new char[]{'a', 'b', 'c'};
    }
}

TestObject對(duì)象有四個(gè)屬性，分別為int, double, Byte, char[]類型。在打開指針壓縮(-XX:+UseCompressedOops)的情況下，在64位機(jī)器上，TestObject占用的內(nèi)存大小應(yīng)為：

12(Header) + 4byte(int) + 8byte(double) + 4byte(reference) = 28 (bytes)，加上4byte對(duì)齊（padding），最終的大小應(yīng)為32bytes。

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當(dāng)指針壓縮關(guān)閉時(shí)(-XX:-UseCompressedOops)，在64位機(jī)器上，TestObject占用的內(nèi)存大小應(yīng)為：

16(Header) + 4(int) + 8(double) + 8(reference) = 36 (bytes)，4字節(jié)對(duì)齊后為 40 bytes。

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包裝類型

包裝類（Boolean/Byte/Short/Character/Integer/Long/Double/Float）占用內(nèi)存的大小等于對(duì)象頭大小加上底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型的大小。

包裝類型的對(duì)象內(nèi)存占用情況如下：

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數(shù)組

64位機(jī)器上，數(shù)組對(duì)象的對(duì)象頭占用24 bytes，啟用壓縮后占用16字節(jié)。比普通對(duì)象占用內(nèi)存多是因?yàn)樾枰~外的空間存儲(chǔ)數(shù)組的長(zhǎng)度。

• 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型數(shù)組占用的空間包括數(shù)組對(duì)象頭以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存空間。

• 對(duì)象數(shù)組中存放的是對(duì)象的引用，所以對(duì)象數(shù)組本身的大小=數(shù)組對(duì)象頭+length * 引用指針大小，總大小為對(duì)象數(shù)組本身大小+存放的數(shù)據(jù)的大小之和。

舉兩個(gè)例子：

int[10]：

開啟壓縮：16（12Byte(8[標(biāo)記字段]+4[類型指針])+4[數(shù)組長(zhǎng)度大小]） + 10(大小) * 4(32bit的整數(shù)類型) = 56 bytes；

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關(guān)閉壓縮：24（16Byte(8[標(biāo)記字段]+8[類型指針])+4[數(shù)組長(zhǎng)度大小]+4[padding]） + 10 * 4(32bit的整數(shù)類型) = 64bytes

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new Integer[3]:

關(guān)閉壓縮：

Integer數(shù)組本身：24(header) + 3 * 8(Integer reference) = 48 bytes;

總共：48 + 3 * 24(Integer) = 120 bytes。

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開啟壓縮：

Integer數(shù)組本身：16(header) + 3 * 4(Integer reference) = 28+4(padding) -> 32 (bytes)

總共：32 + 3 * 16(Integer)[12byte的對(duì)象頭+4byte的引用reference] = 80 (bytes)

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String

在JDK1.7及以上版本中，String包含2個(gè)屬性，一個(gè)用于存放字符串?dāng)?shù)據(jù)的char[], 一個(gè)int類型的hashcode, 部分源代碼如下：

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
}

因此，在關(guān)閉指針壓縮時(shí)，一個(gè)String本身需要 16(Header) + 8(char[] reference) + 4(int) = 32 bytes。

除此之外，一個(gè)char[]占用24byte（其中有4byte的對(duì)齊padding） + length * 2 bytes(8字節(jié)對(duì)齊), 即一個(gè)String占用的內(nèi)存空間大小為：

56 + length * 2 bytes（char的18bit） (8字節(jié)對(duì)齊)。

舉幾個(gè)例子。

一個(gè)空字符串("")的大小應(yīng)為：56 + 0 * 2 bytes = 56 bytes。

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字符串"abc"的大小應(yīng)為：56 + 3 * 2 = 62(8字節(jié)對(duì)齊)->64 (bytes)

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字符串"abcde"的大小應(yīng)為：56 + 5 * 2 = 66->72 (bytes)

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字符串"abcde"在開啟指針壓縮時(shí)的大小為：

String本身：12(Header) + 4(char[] reference) + 4(int hash) = 20(padding) -> 24 (bytes);

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：16(char[] header) + 5 * 2 = 26(padding) -> 32 (bytes)

總共：24 + 32 = 56 (bytes)

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