一個Java對象到底佔用多大記憶體？

  • 2019 年 11 月 20 日
  • 筆記

最近在調研MAT和VisualVM源碼實現，遇到一個可疑問題，兩者計算出來的對象大小不一致，才有了這樣疑惑。

一個Java對象到底佔用多大記憶體？

為了復現這個問題，準備了4個最簡單類：

class AAAAA {}  class BBBBB {    int a = 1;}  class CCCCC {    long a = 1L;}  class DDDDD {    String s = "hello";}

當然了，再來個主函數：

final List<AAAAA> aaa = new ArrayList<>(100000);final List<BBBBB> bbb = new ArrayList<>(100000);final List<CCCCC> ccc = new ArrayList<>(100000);final List<DDDDD> ddd = new ArrayList<>(100000);for (int i = 0; i < 100000; i++) {    aaa.add(new AAAAA());    bbb.add(new BBBBB());    ccc.add(new CCCCC());    ddd.add(new DDDDD());}

本地的執行環境是64位的JDK8，且使用默認的啟動參數，運行之後通過 jmap-dump命令生成dump文件，分別用MAT和VisualVM打開。

MAT

通過MAT打開，可以發現ABD對象大小都是16位元組，而C對象大小為24位元組

VisualVM

通過Vis打開，可以發現其顯示的大小和MAT有蠻大的差別。

好奇怪，哪個是對的？

要回答這個問題，首先得清楚的知道JVM中對象的記憶體布局。

在Hotspot中，一個對象包含3個部分：對象頭、實例數據和對齊填充。

對象頭

這裡不講對象頭是個什麼東西，感興趣的同學可以看我的其它文章。 對象頭的大小一般和系統的位數有關，也和啟動參數 UseCompressedOops有關：

  • 32位系統，佔用 8 位元組
  • 64位系統，開啟 UseCompressedOops時，佔用 12 位元組，否則是16位元組

實例數據

原生類型的記憶體佔用情況如下：

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

引用類型的記憶體佔用和系統位數以及啟動參數 UseCompressedOops有關

  • 32位系統佔4位元組
  • 64位系統，開啟 UseCompressedOops時，佔用4位元組，否則是8位元組

對齊填充

在Hotspot中，為了更加容易的管理記憶體，一般會使用8位元組進行對齊。

意思是每次分配的記憶體大小一定是8的倍數，如果對象頭+實例數據的值不是8的倍數，那麼會重新計算一個較大值，進行分配。

結果

有了對象各部分的記憶體佔用大小，可以很輕鬆的計算出ABCD各對象在64位系統，且開啟 UseCompressedOops參數時的大小。

  • A對象只包含一個對象頭，大小佔12位元組，不是8的倍數，需要4位元組進行填充，一共佔16位元組
  • B對象包含一個對象頭和int類型，12+4=16，正好是8的倍數，不需要填充。
  • C對象包含一個對象頭和long類型，12+8=20，不是8的倍數，需要4個位元組進行填充，佔24位元組
  • D對象包含一個對象頭和引用類型，12+4=16，正好是8的倍數，不需要填充。

可以得出，VisualVM的顯示結果有點問題，主要因為以下兩點：

  • 首先，沒有考慮是否開啟 UseCompressedOops
  • 其次，沒有考慮記憶體對齊填充的情況

感興趣的同學，可以動手實踐一下，這樣可以加深對象記憶體布局的理解。

經過這段時間對MAT和VisualVM的源碼研究，發現MAT的功能不是強大一點點，建議大家以後盡量使用MAT。

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