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关于java:一个-Java-对象到底有多大

jiezi

作者：李小武 \
起源：http://blog.lichengwu.cn/

编写 Java 代码的时候，大多数状况下，咱们很少关注一个 Java 对象到底有多大(占据多少内存)，更多的是关注业务与逻辑。然而殊不知，在咱们不经意间，大量的内存被有形地节约了。

一个 Java 对象到底有多大？

想要准确计算一个 Java 对象占用的内存，首先要理解 Java 对象的构造示意。

Java 对象构造

一个 Java 对象在 Heap 的示意，能够分为三局部：

  • Object Header
  • Class Pointer
  • Fields

每个一般 Java 对象在堆 (heap) 中都有一个头信息(object header)，头信息是必不可少的，记录着对象的状态。

32 位与 64 位占用空间不同，在 32 位中：

hash(25)+age(4)+lock(3)=32bit

64 位中：

unused(25+1)+hash(31)+age(4)+lock(3)=64bit

咱们晓得，在 Java 中，所有皆对象；每个类都有一个父类，Class Pointer就是以后对象父类的一个指针，在 32 位零碎中，这个指针为 4byte；在 64 位零碎中，如果开启指针压缩 (-XX:+UseCompressedOops) 或者 JVM 堆的最大值小于 32G，这个指针也是 4byte，否则是 8byte。

对于字段(Fields)，这里指的是类的实例字段；也就是说不包含动态字段，因为这个字段是共享内存的，只会存在一份。

上面以 32 位零碎为例子，计算一下 java.lang.Integer 到底占用多大内存：

Object Header 和 Pointer 都是固定的，4+4=8byte；再看看字段，只有这一个，示意数值：

/**
 * The value of the <code>Integer</code>.
 *
 * @serial
 */
private final int value;

一个 int 在 java 中占据 4byte，所以 Integer 的大小为 4 +4+4=12byte。

这个后果对吗？不对！还有一点没有说：在 java，对象占用的 heap 大小是 8 位对齐的，下面的 12byte 没有对齐，所以须要补位 4byte。后果是 16byte！

另外，在 Java 中还有一种非凡的对象，数组！没错，这个对象有点非凡，它比其余对象多了一个属性：长度(length)。所以咱们计算数组长度的时候，须要额定加上一个长度的字段，即一个 int 的大小。

例如：int[] arr = new int[10];

arr 的占用 heap 大小为：

4(object header)+4(pointer)+4(length)+4*10(10 个 int 大小)=52byte 因为须要 8 位对齐，所以最终大小为 `56byte`。

节约内存准则

在理解了对象的内存应用状况后，咱们能够简略算一笔帐。一个 java.lang.Integer 占用 16byte，而一个 int 占用 4byte，4:1 的比例！也就是说整数的类类型是根本类型内存的 4 倍！由此咱们得出第一个节约内存的准则：

(1)尽量应用根本类型，而不是包装类型。

数据库建表的时候字段类型须要认真斟酌，同样 JavaBean 中的属性字段类型也须要认真斟酌。不要悭吝应用 short，byte，boolean，如果短类型能放下数据，尽量不要应用更长的类型。一个 long 比一个 int 才多 4byte，然而你要想，如果内存中有 100W 个 long，那就白白浪费了约 4MB 空间，不要小看这一点点的空间节约，因为轻易一个跑着在线利用的 JVM 中，对象都能达到上千万！内存是节俭进去的。所以：

(2)斟酌字段类型，在满足容量前提下，尽量用小字段。

你晓得一个 ArrayList 汇合，如果外面放了 10 个数字，占用多少内存吗？让咱们算算：

ArrayList 中有两个字段：

/**
 * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
 * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer.
 */
private transient Object[] elementData;

/**
 * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
 *
 * @serial
 */
private int size;

Object Header 占 4byte，Pointer 占 4byte，一个 int 字段 (size) 占 4byte，elementData 数组自身占 12(4+4+4)，数组中 10 个 Integer 对象占 10×16。所以整个汇合空间大小为 4 +4+4+12+160=184byte。

如果咱们用 int[]代替汇合呢，12+4×10=52byte，对其后 56byte。

汇合跟数组的比例是 184:56，超过 3:1 了！

所以咱们的第三个倡议是：

(3)如果可能，尽量用数组，少用汇合。

数组中是能够应用根本类型的，然而汇合中只能放包装类型！

如果切实须要应用汇合，举荐一个比拟节约内存的汇合工具，fastutil。这外面蕴含了 JKD 汇合中绝大部分的实现，而且比拟省内存。

(4)小技巧

在下面的三个准则根底上，提供两个小技巧。

  • 工夫用 long/int 示意，不必 Date 或者 String。
  • 短字符串如果能穷举或者转换成 ascii 示意，能够用 long 或者 int 示意。

小技巧跟具体的场景是数据有关系，能够依据理论状况进行激进优化节俭内存。

总结

性能和可读性向来就有些矛盾，在这里也是，为了节约内存，不得不进行取舍，代码俊俏了一些，可读性差了一些，还好能省下一些内存。下面的准则在的确须要节约内存的时候，无妨能够试试！

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