一個Java對象到底占多大內(nèi)存？
2018-07-20 來源：編程學(xué)習(xí)網(wǎng)
最近在讀《深入理解Java虛擬機(jī)》，對Java對象的內(nèi)存布局有了進(jìn)一步的認(rèn)識，于是腦子里自然而然就有一個很普通的問題，就是一個Java對象到底占用多大內(nèi)存？
在網(wǎng)上搜到了一篇博客講的非常好：http://yueyemaitian.iteye.com/blog/2033046，里面提供的這個類也非常實用：
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;
/**
* 對象占用字節(jié)大小工具類
*
* @author tianmai.fh
* @date 2014-03-18 11:29
*/
public class SizeOfObject {
static Instrumentation inst;
public static void premain(String args, Instrumentation instP) {
inst = instP;
}
/**
* 直接計算當(dāng)前對象占用空間大小，包括當(dāng)前類及超類的基本類型實例字段大小、<br></br>
* 引用類型實例字段引用大小、實例基本類型數(shù)組總占用空間、實例引用類型數(shù)組引用本身占用空間大小;<br></br>
* 但是不包括超類繼承下來的和當(dāng)前類聲明的實例引用字段的對象本身的大小、實例引用數(shù)組引用的對象本身的大小 <br></br>
*
* @param obj
* @return
*/
public static long sizeOf(Object obj) {
return inst.getObjectSize(obj);
}
/**
* 遞歸計算當(dāng)前對象占用空間總大小，包括當(dāng)前類和超類的實例字段大小以及實例字段引用對象大小
*
* @param objP
* @return
* @throws IllegalAccessException
*/
public static long fullSizeOf(Object objP) throws IllegalAccessException {
Set<Object> visited = new HashSet<Object>();
Deque<Object> toBeQueue = new ArrayDeque<Object>();
toBeQueue.add(objP);
long size = 0L;
while (toBeQueue.size() > 0) {
Object obj = toBeQueue.poll();
//sizeOf的時候已經(jīng)計基本類型和引用的長度，包括數(shù)組
size += skipObject(visited, obj) ? 0L : sizeOf(obj);
Class<?> tmpObjClass = obj.getClass();
if (tmpObjClass.isArray()) {
//[I , [F 基本類型名字長度是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) {
//非基本類型需要深度遍歷其對象
toBeQueue.add(Array.get(obj, i));
}
}
}
} else {
while (tmpObjClass != null) {
Field[] fields = tmpObjClass.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
if (Modifier.isStatic(field.getModifiers()) //靜態(tài)不計
|| field.getType().isPrimitive()) { //基本類型不重復(fù)計
continue;
}
field.setAccessible(true);
Object fieldValue = field.get(obj);
if (fieldValue == null) {
continue;
}
toBeQueue.add(fieldValue);
}
tmpObjClass = tmpObjClass.getSuperclass();
}
}
}
return size;
}
/**
* String.intern的對象不計；計算過的不計，也避免死循環(huán)
*
* @param visited
* @param obj
* @return
*/
static boolean skipObject(Set<Object> visited, Object obj) {
if (obj instanceof String && obj == ((String) obj).intern()) {
return true;
}
return visited.contains(obj);
}
}
大家可以用這個代碼邊看邊驗證，注意的是，運(yùn)行這個程序需要通過javaagent注入Instrumentation，具體可以看原博客。我今天主要是總結(jié)下手動計算Java對象占用字節(jié)數(shù)的基本規(guī)則，做為基本的技能必須get√，希望能幫到和我一樣的Java菜鳥。
在介紹之前，簡單回顧下，Java對象的內(nèi)存布局：對象頭（Header），實例數(shù)據(jù)（Instance Data）和對齊填充（Padding），詳細(xì)的可以看我的讀書筆記。另外：不同的環(huán)境結(jié)果可能有差異，我所在的環(huán)境是HotSpot虛擬機(jī)，64位Windwos。
下面進(jìn)入正文：
對象頭
對象頭在32位系統(tǒng)上占用8bytes，64位系統(tǒng)上占用16bytes。
實例數(shù)據(jù)
原生類型(primitive type)的內(nèi)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 |
reference類型在32位系統(tǒng)上每個占用4bytes, 在64位系統(tǒng)上每個占用8bytes。
對齊填充
HotSpot的對齊方式為8字節(jié)對齊：
（對象頭 + 實例數(shù)據(jù) + padding） % 8等于0且0 <= padding < 8
指針壓縮
對象占用的內(nèi)存大小收到VM參數(shù)UseCompressedOops的影響。
1）對對象頭的影響
開啟（-XX:+UseCompressedOops）對象頭大小為12bytes（64位機(jī)器）。
static class A {
int a;
}
A對象占用內(nèi)存情況：
關(guān)閉指針壓縮： 16+4=20不是8的倍數(shù)，所以+padding/4=24
開啟指針壓縮： 12+4=16已經(jīng)是8的倍數(shù)了，不需要再padding。
2） 對reference類型的影響
64位機(jī)器上reference類型占用8個字節(jié)，開啟指針壓縮后占用4個字節(jié)。
static class B2 {
int b2a;
Integer b2b;
}
B2對象占用內(nèi)存情況：
關(guān)閉指針壓縮： 16+4+8=28不是8的倍數(shù)，所以+padding/4=32
開啟指針壓縮： 12+4+4=20不是8的倍數(shù)，所以+padding/4=24
數(shù)組對象
64位機(jī)器上，數(shù)組對象的對象頭占用24個字節(jié)，啟用壓縮之后占用16個字節(jié)。之所以比普通對象占用內(nèi)存多是因為需要額外的空間存儲數(shù)組的長度。
先考慮下new Integer[0]占用的內(nèi)存大小，長度為0，即是對象頭的大小：
未開啟壓縮：24bytes
開啟壓縮后：16bytes
接著計算new Integer[1]，new Integer[2]，new Integer[3]和new Integer[4]就很容易了：
未開啟壓縮：
開啟壓縮：
拿new Integer[3]來具體解釋下：
未開啟壓縮：24（對象頭）+8*3=48，不需要padding；
開啟壓縮：16（對象頭）+3*4=28，+padding/4=32，其他依次類推。
自定義類的數(shù)組也是一樣的，比如：
static class B3 {
int a;
Integer b;
}
new B3[3]占用的內(nèi)存大小：
未開啟壓縮：48
開啟壓縮后：32
復(fù)合對象
計算復(fù)合對象占用內(nèi)存的大小其實就是運(yùn)用上面幾條規(guī)則，只是麻煩點(diǎn)。
1）對象本身的大小
直接計算當(dāng)前對象占用空間大小，包括當(dāng)前類及超類的基本類型實例字段大小、引用類型實例字段引用大小、實例基本類型數(shù)組總占用空間、實例引用類型數(shù)組引用本身占用空間大小; 但是不包括超類繼承下來的和當(dāng)前類聲明的實例引用字段的對象本身的大小、實例引用數(shù)組引用的對象本身的大小。
static class B {
int a;
int b;
}
static class C {
int ba;
B[] as = new B[3];
C() {
for (int i = 0; i < as.length; i++) {
as[i] = new B();
}
}
}
未開啟壓縮：16（對象頭）+4（ba）+8（as引用的大�。�+padding/4=32
開啟壓縮：12+4+4+padding/4=24
2)當(dāng)前對象占用的空間總大小
遞歸計算當(dāng)前對象占用空間總大小，包括當(dāng)前類和超類的實例字段大小以及實例字段引用對象大小。
遞歸計算復(fù)合對象占用的內(nèi)存的時候需要注意的是：對齊填充是以每個對象為單位進(jìn)行的，看下面這個圖就很容易明白。
現(xiàn)在我們來手動計算下C對象占用的全部內(nèi)存是多少，主要是三部分構(gòu)成：C對象本身的大小+數(shù)組對象的大小+B對象的大小。
未開啟壓縮：
(16 + 4 + 8+4(padding)) + (24+ 8*3) +(16+8)*3 = 152bytes
開啟壓縮：
(12 + 4 + 4 +4(padding)) + (16 + 4*3 +4(數(shù)組對象padding)) + (12+8+4（B對象padding）)*3= 128bytes
大家有興趣的可以試試。
實際工作中真正需要手動計算對象大小的場景應(yīng)該很少，但是個人覺得做為基礎(chǔ)知識每個Java開發(fā)人員都應(yīng)該了解，另外：對自己寫的代碼大概占用多少內(nèi)存，內(nèi)存中是怎么布局的應(yīng)該有一個直覺性的認(rèn)識。
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