【jvm】06-new一个对象到底占了多少内存?

本文主要是介绍【jvm】06-new一个对象到底占了多少内存?，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

【jvm】06-new一个对象到底占了多少内存?

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1.对象的创建

当Java虚拟机遇到一条字节码new指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程。

1.1.空间分配

指针碰撞
假设Java堆中内存是绝对规整的，所有被使用过的内存都被放在一边，空闲的内存被放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲空间方向挪动一段与对象大小相等的距离(Serial、ParNew使用)
空间列表
但如果Java堆中的内存并不是规整的，已被使用的内存和空闲的内存相互交错在一起，那就没有办法简单地进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护一个列表，记录上哪些内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记录(CMS使用)

1.2.创建时并发

TLAB（Thread Local Allocation Buffer 线程本地分配缓存）
把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存（实际上是Eden区中划出的）。（-XX: +UseTLAB默认开启，关闭后则使用CAS）
内存分配完成之后，虚拟机必须将分配到的内存空间（但不包括对象头）都初始化为零值。接着创建设置对象头的信息，最后执行构造方法。
栈上分配
因为一旦分配在堆空间中，当方法调用结束，没有了引用指向该对象，该对象就需要被gc回收，而如果存在大量的这种情况，对gc来说无疑是一种负担。（逃逸分析：-XX:+DoEscapeAnalysis、标量替换：-XX:+EliminateAllocations默认开启）
可通过循环调用某个方法创建对象但堆空间不会发生变化

2.对象的内存布局

在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

对象头
第一部分是用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为32个比特和64个比特
|存储内容|标志位|状态|
|--|--|--|
|对象哈希码、对象分代年龄|01|未锁定|
|指向锁记录的指针|00|轻量锁定|
|指向重量级锁的指针|10|膨胀|
|空|11|GC标记|
|偏向锁ID、偏向锁时间戳、对象分代年龄等|01|可偏向|
对象头的另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针，Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例
实例数据
即我们在程序代码里面所定义的各种类型的字段内容，无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的字段都必须记录起来。
对齐填充
由于HotSpot虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍

3.对象的访问定位

句柄访问
直接指针访问(HotSpot使用,可以减少一次指针开销)

4.内存分配与回收策略

对象优先在Eden分配
大多数情况下，对象在新生代Eden区中分配。当Eden区没有足够空间进行分配时，虚拟机将发起一次Minor GC。Hotspot默认为8:1:1
大对象直接进入老年代
-XX:PretenureSizeThreshold ，默认关闭开启的优势在于避免新生代在使用复制算法时效率降低
长期存活的对象将进入老年代
-XX:MaxTenuringThrehold,CMS以前都是15岁，CMS默认6岁
动态对象年龄判定
-XX:TargetSurvivorRatio 默认50%，年龄1+年龄2+年龄n的多个年龄对象总和超过了Survivor区域的50%，此时就会把年龄n(含)以上的对象都放入老年代,会在minar gc后触发
空间分配担保
在回收前检查老年代空间确保有足够的空间存放年轻代，如果不够的话则触发full gc。老年代默认使用2/3。

5.对象内存回收

引用计数法
给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器就加1;当引用失效，计数器就减1;任何时候计数器为0 的对象就是不可能再被使用的。互相引用则无法确定。Hotspot未采用。
可达性分析算法
GC Roots根节点:线程栈的本地变量、静态变量、本地方法栈的变量等等，依次向下寻找

6.扩展知识

java常见引用类型
java的引用类型一般分为四种:强引用(不可回收，new的时候直接引用)、软引用(SoftReference包裹，收集后还不够则再行回收，可用于缓存)、弱引用(WeakReference包裹，会被直接回收)、虚引用(仅作标示)
finalize
在被回收前执行该方法，但只会执行一次，开发代码中禁止使用

7.补充知识对象大小计算

也可以使用jvisualvm(高版本jdkbin目录下)
代码如下

public static void main(String[] args) {
        ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(new Object());
        System.out.println("------------------layout------------------");
        System.out.println(layout.toPrintable());
        ClassLayout layout1 = ClassLayout.parseInstance(new Parent());
        System.out.println("------------------layout1------------------");
        System.out.println(layout1.toPrintable());
        Parent parent = new Parent().setChild(new Child());
        ClassLayout layout2 = ClassLayout.parseInstance(parent);
        System.out.println("------------------layout2------------------");
        System.out.println(layout2.toPrintable());
        ClassLayout layout3 = ClassLayout.parseInstance(new Child());
        System.out.println("------------------layout3------------------");
        System.out.println(layout3.toPrintable());
        char c1 = '1';
        ClassLayout layout4 = ClassLayout.parseInstance(c1);
        System.out.println("------------------layout4------------------");
        System.out.println(layout4.toPrintable());
        char c2 = '你';
        ClassLayout layout5 = ClassLayout.parseInstance(c2);
        System.out.println("------------------layout5------------------");
        System.out.println(layout5.toPrintable());
        char[] arrC1 = new char[0];
        System.out.println("------------------layout6------------------");
        ClassLayout layout6 = ClassLayout.parseInstance(arrC1);
        System.out.println(layout6.toPrintable());


        char[] arrC2 = new char[]{'你','好'};
        ClassLayout layout7 = ClassLayout.parseInstance(arrC2);
        System.out.println("------------------layout7------------------");
        System.out.println(layout7.toPrintable());

        char[] arrC3 = new char[]{'你'};
        ClassLayout layout8 = ClassLayout.parseInstance(arrC3);
        System.out.println("------------------layout8------------------");
        System.out.println(layout8.toPrintable());
        while (true){
            parent.toString();
        }
    }
class Child {
    private List<String> list;
    private String str;
}
class Parent {
    private Child child;
}

引用jar包

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.9</version>
</dependency>

执行结果如下:

------------------layout------------------
java.lang.Object object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)
     12     4        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

------------------layout1------------------
com.example.demo.lesson.grace.optional.Parent object internals:
 OFFSET  SIZE                                           TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4                                                (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
      4     4                                                (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4                                                (object header)                           c4 f3 00 f8 (11000100 11110011 00000000 11111000) (-134155324)
     12     4   com.example.demo.lesson.grace.optional.Child Parent.child                              null
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

------------------layout2------------------
com.example.demo.lesson.grace.optional.Parent object internals:
 OFFSET  SIZE                                           TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4                                                (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
      4     4                                                (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4                                                (object header)                           c4 f3 00 f8 (11000100 11110011 00000000 11111000) (-134155324)
     12     4   com.example.demo.lesson.grace.optional.Child Parent.child                              (object)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

------------------layout3------------------
com.example.demo.lesson.grace.optional.Child object internals:
 OFFSET  SIZE               TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4                    (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
      4     4                    (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4                    (object header)                           06 f4 00 f8 (00000110 11110100 00000000 11111000) (-134155258)
     12     4     java.util.List Child.list                                null
     16     4   java.lang.String Child.str                                 null
     20     4                    (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

------------------layout4------------------
java.lang.Character object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           c6 20 00 f8 (11000110 00100000 00000000 11111000) (-134209338)
     12     2   char Character.value                           1
     14     2        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 2 bytes external = 2 bytes total

------------------layout5------------------
java.lang.Character object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           c6 20 00 f8 (11000110 00100000 00000000 11111000) (-134209338)
     12     2   char Character.value                           你
     14     2        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 2 bytes external = 2 bytes total

------------------layout6------------------
[C object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           41 00 00 f8 (01000001 00000000 00000000 11111000) (-134217663)
     12     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
     16     0   char [C.<elements>                             N/A
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

------------------layout7------------------
[C object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           41 00 00 f8 (01000001 00000000 00000000 11111000) (-134217663)
     12     4        (object header)                           02 00 00 00 (00000010 00000000 00000000 00000000) (2)
     16     4   char [C.<elements>                             N/A
     20     4        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

------------------layout8------------------
[C object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           41 00 00 f8 (01000001 00000000 00000000 11111000) (-134217663)
     12     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
     16     2   char [C.<elements>                             N/A
     18     6        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 6 bytes external = 6 bytes total

即一个空对象为8byte的普通对象头+4byte的kcalss+4byte的补充空间

参考资料

《深入理解Java虚拟机》-周志明

这篇关于【jvm】06-new一个对象到底占了多少内存?的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！

Java教程

【jvm】06-new一个对象到底占了多少内存?

【jvm】06-new一个对象到底占了多少内存?

1.对象的创建

1.1.空间分配

1.2.创建时并发

2.对象的内存布局

3.对象的访问定位

4.内存分配与回收策略

5.对象内存回收

6.扩展知识

7.补充知识对象大小计算

参考资料

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