Java new一个Object对象占用多少内存?

#refer: http://m.oschina.net/blog/208456

Java的自动内存管理机制(automatic storage management system known as a garbage collector)省却了很多编码工作,大大地提高了Java的生产力,而且JVM的性能也越来越好,特别是G1的出现,改善了垃圾回收中stop the world的状况。

#也许很多人都没有考虑过这个问题,new一个Object对象到底占用多少内存呢( Object obj = new Object() )?

这里很明确的是obj是一个指向对象的引用(reference - there are three kinds of reference types: class types,array types, and interface types),引用的长度决定了Java的寻址能力,32位的JDK是4字节,64位的JDK是8字节(指针未被压缩的情况下)。

因为obj对象没有任何数据(field),会在堆上为它分配空间吗?如果分配空间,里面存储了什么内容?

以面向对象的思维来分析,对象封装了数据和行为,是一个统一的整体,虽然obj对象没有数据,但是有行为(Object类定义了12个方法)。当我们执行完new操作后,obj的值为堆内存的地址,既然obj都指向一块内存了,说明是会在堆上为其分配空间的。

那么分配的空间有多大,存储了什么内容呢?在The Java Virtual Machine Specification Java SE 7 EditionThe Java Language Specification Java SE 7 Edition里面没有找到相关的描述,这很可能是属于JVM实现自由控制的范畴了。我们可以利用JDK自带的工具jvisualvm.exe来查看分配的空间有多大。为了方便在jvisualvm中查看对象占多少内存,这里使用一个私有的静态内部类EmptyObject来替代Object,因为类定义为空,所以可以等同对待EmptyObject和Object。

/**
 * 构造一个无任何字段的空对象占多少内存
 */
public class EmptyTest {
    publicstaticvoidmain(String[] args) throwsInterruptedException{
        //加到集合中,使垃圾无法回收
        List<EmptyObject> emptys = newArrayList<>();
        for(inti=0;i<100;i++){
            emptys.add(newEmptyObject());
        }
        //打开jvisualvm,查看EmptyObject的大小为16字节
        Thread.sleep(60*1000);
    }
    privatestaticclassEmptyObject{}
}

我们在这里面通过new不同的对象数(for循环次数),来分析内存占用,new 1个对象是16字节,new 2个对象是32字节,new 100个对象是1600字节,通过很多次的尝试,我们从jvisualvm里面可以看到 字节数=对象数*16 ,我们有理由相信对象数跟字节数的线性关系。从这里可以看出,jvisualvm显示的内存占用跟引用的4字节或8字节是没有关系的,也就是说,jvisualvm显示的是堆内存占用,这也很好理解,毕竟所有引用的字节占用是固定的。8字节是引用,16字节是堆内存,总共是8+16=24字节,所以new一个Object对象占用8+16=24字节(64位JDK)。

如果JDK是32位,按如上分析方法可知new一个Object对象占用4+8=12字节(32位JDK),如下图所示:

#64位JDK参考:

64bit-JDK

#32位JDK参考:

32bit-JDK

#那么为object分配的16字节(8字节)的堆内存中存储了什么内容呢?

当我们Object obj = new Object();的时候,在栈内存中有一个引用obj,他可能是64位也可能是32位,obj实质只是一个内存地址,那么当我们调用obj.xxx()的时候,JVM怎么知道obj是哪个类的实例呢?所以,可以大胆地推测,obj对象的16字节(8字节)的堆内存中记录了对象属于哪个类的信息,问题是这16字节(8字节)的结构是什么样的?不清楚!

不过我们仍然可以大胆地猜测一下,通过上面的64位和32位的堆内存大小对比分析发现,堆内存分配的大小是引用的两倍,上面我们已经猜测堆内存中会记录对象是哪个类的实例,如何记录呢?因为类对象是放置在方法区的,类对象本身也是一个对象,因此可以通过一个引用指向它,所以堆内存有可能就是放置了两个引用,指向两个对象。分析到这里,事情就比较明朗了,堆内存中可能就放置了两个内存地址,一个指向EmptyObject.class(在实验代码中用EmptyObject类来代替Object类),另一个指向什么呢?不清楚!

Inside the Java 2 Virtual Machine 2nd by Bill Venners的5.3.5中有这么一段描述:
The Java virtual machine specification is silent on how objects should be represented on the heap. Object representation--an integral aspect of the overall design of the heap and garbage collector--is a decision of implementation designers. 

好了,事情最终清楚了,JVM规范并没有规定Java对象在堆中是如何表示的,对象的表示是堆和垃圾收集器的整体设计的一个组成部分,这是由JVM实现的设计师来决定的。 因此,如果我们真的想搞清楚对象是如何表示的,那么需要查询HotSpot VM或是其他JVM实现的相关资料。

在淘宝工程师莫枢(撒迦)的《JVM分享》PPT的第112页介绍了“HotSpot中的Java对象布局”,这真是现在关心的内容,通过PPT的介绍说明前面的猜测是对的,如下图所示:

#

#

#

#

#

#

我们研究new一个Object对象占多少内存可能没什么实际意义,因为我们在编程的时候就可以确定对象树,基本可以确定对象大小,除了变长字段,当然,变长字段我们一般也会有长度限制。所以我们真正关心的是所有数据最终的大小,也就是数据库的大小。

面向对象的分析、设计和编程都把“封装”奉为圭臬,“分层”更是架构设计中至关重要的设计准则。因为只有这样,才能实现基本的解耦、让协作分工成为可能,满足工业要求的最大化生产力的最终目标。

那么这种没有什么实际意义的问题为什么要研究呢?我觉得只能用三个字来形容:好奇心。好奇心是驱使我们研究技术的强大推力,当我们工作了很多年,尤其是在不重视技术的公司,我们对技术还有激情吗?保持一颗敏感好奇的心,也许技术之路可以走的更长更远。

这篇文章的重点是展示一种分析问题的思路,要大胆猜测,小心求证,追本溯源,引经据典。求证方式:查找标准规范、查找经典权威书籍、自己做实验、查找源代码等。

参考资料:

1、Java™ Virtual Machine Technology
2、The Java Virtual Machine Specification Java SE 7 Edition
3、The Java Language Specification Java SE 7 Edition
4、Inside the Java 2 Virtual Machine 2nd by Bill Venners
5、JVM分享
6、http://www.javamex.com/classmexer/
#

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
平台声明:文章内容(如有图片或视频亦包括在内)由作者上传并发布,文章内容仅代表作者本人观点,简书系信息发布平台,仅提供信息存储服务。

推荐阅读更多精彩内容

  • 在java中,一个引用在32位jdk中占用四个字节,64位jdk是8字节。一个对象由对象头,对象实际数据,以及对齐...
    tracy_668阅读 6,316评论 0 3
  • 从三月份找实习到现在,面了一些公司,挂了不少,但最终还是拿到小米、百度、阿里、京东、新浪、CVTE、乐视家的研发岗...
    时芥蓝阅读 42,471评论 11 349
  • 整理来自互联网 1,JDK:Java Development Kit,java的开发和运行环境,java的开发工具...
    Ncompass阅读 5,422评论 0 6
  • 我叫轩来自东莞高埗目前22岁中专学历,中专毕业后怀着能够叱咤商场的梦想投入到销售的工作。因为了解过销售是...
    坏男孩_eeb3阅读 3,064评论 0 0
  • 罗宋汤 面包(配罗宋汤) 鲷鱼鳕鱼汤 红酒蓝莓酱(配鹅肝、煎面包、学梨) 三国蛋 水果、甜点
    和顺顺阅读 955评论 0 0