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关于java:一个-Java-对象到底有多大

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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