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导语：现在公司的代码评审越来越严格，技术方案评审上经常会问到对象设计的合理性，对于常驻内存的对象，我们应在设计时考虑到对象占用的内存空间，保证JVM运行时不会频繁GC，确保系统的稳定性和可靠性。 参考文章 https://segmentfault.com/a/1190000015009289 文章目录 Java对象介绍对象头实例数据内存对齐 内存大小计算 Java对象介绍Java对象从整体分为三部分：对象头，实例数据，对齐填充数据；
保存在堆上：实例数据，对象头的mark属性； 保存在"方法区"：类的元数据； 保存在栈上：对象的引用； 对象头采用C++定义了头的协议格式，存储了Java对象hash、GC年龄、锁标记、class指针、数组长度等信息； 普通对象(32位) |--------------------------------------------------------------| | Object Header (8byte->64 bits) | |------------------------------------|-------------------------| | Mark Word (32 bits) | Klass Word (32 bits) | |------------------------------------|-------------------------|数组对象(32位) 比普通对象多了4个字节的长度标记 |---------------------------------------------------------------------------------| | Object Header (8+4=12byte->96 bits) | |--------------------------------|-----------------------|------------------------| | Mark Word(32bits) | Klass Word(32bits) | array length(32bits) | |--------------------------------|-----------------------|------------------------|mark字段：描述了对象的Hash值，锁记录，锁类型等对象运行时自身的一部分数据；(可参考之前锁介绍的文章)；该内容保存在堆中； klass字段：他是一个指向方法区(在java8中移除了永久代的内容，方法区由**元空间(Meta Space)**实现)的指针，方法区中会开辟一块内存用于保存class信息，例如我们的方法表等之类的可以参考之前写的深入理解JVM第六章； 对象头的实际大小 在32位系统下，存放Class指针的空间大小是4字节，MarkWord是4字节，对象头为8字节。在64位系统下，存放Class指针的空间大小是8字节，MarkWord是8字节，对象头为16字节。在64位开启指针压缩的情况下 -XX:+UseCompressedOops，存放Class指针的空间大小是4字节，MarkWord是8字节，对象头为12字节。如果对象是数组，那么额外增加4个字节。 实例数据实例数据是占用堆内存的主要部分，它们都是对象的实例字段；
在hotSpot虚拟机中，默认的对齐位数是8，与CPU架构无关; 除了对象整体需要按8字节对齐外，每个成员类型都尽量使本身的大小在内存中尽量对齐。比如 int 按 4 对齐，long 按 8 对齐； 如果有boolean和String两个字段，其中boolean是38位，则String必须保证4对其，应从40开始； 如果有byte，byte和String三个字段，其中byte是38位，则下一个byte保证1对其，则为39，String是从40开始； 类属性按照如下优先级进行排列：长整型和双精度类型；整型和浮点型；字符和短整型；字节类型和布尔类型，最后是引用类型。这些属性都按照各自的单位对齐。 这块特殊说明一下，不开指针压缩下是按照上述顺序进行排序的； 当开启指针压缩时，对象头占12个字节，这时JVM需要优先找小于等于4字节的对象进行内存对其，当补齐到16字节后，仍按照上序顺序排序； 例：一个对象有 byte1,byte2,byte3,byte4,byte5,double1,byte6; 重排序结果为:byte1,byte2,byte3,byte4,double1,byte5,byte6; 优先按照规则1和2处理父类中的成员，接着才是子类的成员。 当父类中最后一个成员和子类第一个成员的间隔如果不够4个字节的话，就必须扩展到4个字节的基本单位。 如果子类第一个成员是一个双精度或者长整型，并且父类并没有用完8个字节，JVM会破坏(规则2)，按照整形（int），短整型（short），字节型（byte），引用类型（reference）的顺序，向未填满的空间填充。 内存大小计算以64位，开启指针压缩计算 // 水果 class Fruit { // 字节 byte _byte; // 1 // 描述 String desc; // 引用4byte // 是否成熟 boolean isMature;// 1 // 价格 double price; // 8 // 产地标记 char location; // 2 // 时间戳 long timestamp; // 8 // 对象状态 int state; // 4 // 浮点数 float _float; //4 }手工计算 对象头+根据规则2的重排序+8字节对其； 使用Unsafe工具类 Unsafe是单纯计算所占用的大小，而不是计算实例化对象所占用的实际大小；可用作预估计算； 我们使用Unsafe工具类，去获取每个对象的起始偏移量；我们发现，字段出现了重排序，符合内存对其规则2所述的字段排序；
我们计算Fruit大小：对象头(12)+实例数据大小共44，对象整体保证8字节对齐，则该对象大小(不包含引用对象String)为48字节; 使用lucene-core计算 他是生成一个实例对象，然后计算真实占用内存的大小； org.apache.lucene lucene-core 4.0.0 public static void main() { // 实例化了一个对象 Fruit p = new Fruit(); // 计算指定对象及其引用树上的所有对象的综合大小，单位字节 // 就是真实占用的大小 System.out.println(RamUsageEstimator.sizeOf(p)); // 48 // 计算指定对象本身在堆空间的大小，单位字节 // 就是我们用unsafe计算的逻辑计算出来的大小 System.out.println(RamUsageEstimator.shallowSizeOf(p));// 48 // 计算指定对象及其引用树上的所有对象的综合大小，返回可读的结果 // 就是第一个方法的结果带上单位 System.out.println(RamUsageEstimator.humanSizeOf(p)); // 48 bytes }上面用lucene-core计算出来堆内存和包含引用树对象的大小是一致的，但当我们给实例对象的引用赋值后，大小就不一致了，我们看下下面的例子； public static void main3() { Fruit p = new Fruit(); p.desc = "这是个水果"; System.out.println(RamUsageEstimator.sizeOf(p)); // 104 System.out.println(RamUsageEstimator.shallowSizeOf(p));// 48 System.out.println(RamUsageEstimator.humanSizeOf(p));// 104 bytes System.out.println(RamUsageEstimator.humanSizeOf(p)); }我们可以看到，当给引用对象赋值后，堆空间没有变化，但对象真实大小发生变化；是因为引用对象开辟了空间，我们的真实大小包含堆空间占用+引用对象的占用；这里String对象被赋值后，就开启了新的内存空间，其中String对象又包含了char[]数组；所以真实对象占用空间会大于堆空间占用； |
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