Java目标

前言

本文将教你怎么计算Java目标在内存中的巨细。

当你 new 一个目标时，假如你对它在内存中，到底什么样，究竟占多大内存感兴趣。本文能够快速的给您答案。
文章中的比如，默许JVM为64位，无紧缩。

内存布局

Java内存布局 = 目标头 + 实例数据 +对齐填充

目标内存巨细

一般Java目标 = 目标头（16字节） + 实例数据（各种变量累计巨细） +对齐填充（弥补至8的整数倍）

数组目标 = 目标头（12字节） + 实例数据（各种变量累计巨细） +对齐填充（弥补至8的整数倍）

只看上面对于没触摸过这方面的同学，肯定有难度，这儿仅仅先给我们个形象。别急，等看完下面你就会知道具体的意义了。

图片解说

1.目标头

目标头由，markword+类型指针+数组长度组成。
一般目标：markword+类型指针 = 8字节 + 4字节 = 12字节
数组目标：markword+类型指针 + 数组长度 = 8字节 + 4字节 +4字节 = 16字节

1.1 markword

在64位JVM中,markword是一个8字节的数据。一字节8位，所以markword是一个64位的数据。

在32位JVM中，成果不同，这儿不做赘述。

markword图解

不同的位数，代表意义不同。这儿引证Mark Word 详解文章中的图片。

无锁目标的markword

或许没触摸过的同学看不懂该图，我再举个比如。咱们都知道能够经过synchronized锁目标，来做同步操作。

一个目标创立出来没有被锁过，它的markword应该是下图这样的。

其余锁的状态看法，能够参考上图。
这儿需要留意，hashCode的值，只要在调用hashcode()办法后，才会改动值。

1.2 类型指针

巨细为4字节，指向办法区中，该目标的类型。

1.3 数组长度

只要当创立的是数组时，才有该部分，巨细为4字节，代表当前数组的长度。非数组时，不存在。

即：一般目标目标头 = markword + 类型指针
数组目标 = markword + 类型指针 +数组长度

2.实例数据

一个目标的实例数据巨细，等于它所有成员变量巨细，以及承继类的变量的巨细的和。

假如你的目标不承继任何目标，只要一个int型变量。那么你的实例数据巨细就为4字节。

假如目标A的父类有一个boolean类型变量，目标A有一个char类型变量。
A目标的实例数据巨细 = boolean（1字节）+char（2字节）

无论父类的变量是private仍是public润饰，都会算在子类的实例数据中。父类的父类也会算在实例数据中。

留意一点，静态变量存放在办法区，因此不占用目标内存。

3.对齐填充

一个目标巨细必须为8的整数倍。假如目标头+实例数据 = 57个字节。那么对齐填充就为7字节。目标头+实例数据+对齐填充 = 64字节。正好8的整数倍。你能够理解为对齐填充便是凑数用的。

实例解说

下面经过一个具体比如，以及运转成果，来印证下目标内存布局是否如上图所说。
本文含有运转后的成果。我们能够直接经过代码和成果来加深形象，无需实机运转代码。

怎么查看目标

引进一个三方库：jol，经过这个库，能够打印目标内存布局。

implementation group: 'org.openjdk.jol', name: 'jol-core', version: '0.17'

辅助类Student

/**
 * Author（作者）：jtl
 * Date（日期）：2023/3/26 19:20
 * Detail（概况）：学生类
 */
public class Student extends Person{
    String name = "ZhangSan";// 目标引证：4字节
    boolean isRealMan;//boolean：1字节
    int age = 10;//boolean：1字节
    char score ='A';//char：2字节
    long time = 20230326;//long：8字节
    Student deskMate;//目标引证：4字节
    public Student() {
    }
    static int grade;
    public boolean isRealMan() {
        return isRealMan;
    }
    public void setRealMan(boolean realMan) {
        isRealMan = realMan;
    }
}

Student的父类Person

该类为了印证，创立Student目标时，Person类的所有变量（包括私有目标），都会占用Student目标的实例数据巨细。

/**
 * Author（作者）：jtl
 * Date（日期）：2023/3/28 16:07
 * Detail（概况）：父类，Person类
 */
public class Person extends Object {
    private float time = 0L;
    String country = "China";
}

实践运转代码

这儿举了5种比如，经过下文的运转成果，我们能够进行对比，加深形象。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Student student = new Student();
        System.out.println("-----------------------------第一阶段 new 目标-------------------------------");
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
        System.out.println("-----------------------------第二阶段 hashcode-------------------------------");
        student.hashCode();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
        synchronized (student){
            System.out.println("-----------------------------第三阶段 synchronized加锁-------------------------------");
            System.out.println("synchronized (student)：\n"+ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
        }
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                synchronized (student){
                    System.out.println("-----------------------------第四阶段 synchronized加锁-------------------------------");
                    System.out.println("new Thread:synchronized (student)：\n"+ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
                }
            }
        }).start();
        synchronized (student) {
            System.out.println("-----------------------------第五阶段 Student[] 数组-------------------------------");
            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new Student[]{new Student(), new Student(), new Student()}).toPrintable());
        }
    }
}

内存布局

这儿能够看到的是，只要调用了hashcode办法后。markword中才会修改对应方位的数据。别的只要目标为数组时，才会有数组长度(array length) 这个选项，巨细为4字节。

> Task :Main.main()
-----------------------------第一阶段 new 目标-------------------------------
org.example.Student object internals:
OFF  SZ                  TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                       (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                       (object header: class)    0x01000be8
 12   4                 float Person.time               0.0
 16   4      java.lang.String Person.country            (object)
 20   4                   int Student.age               10
 24   8                  long Student.time              20230326
 32   2                  char Student.score             A
 34   1               boolean Student.isRealMan         false
 35   1                       (alignment/padding gap)   
 36   4      java.lang.String Student.name              (object)
 40   4   org.example.Student Student.deskMate          null
 44   4                       (object alignment gap)    
Instance size: 48 bytes
Space losses: 1 bytes internal + 4 bytes external = 5 bytes total
-----------------------------第二阶段 hashcode-------------------------------
org.example.Student object internals:
OFF  SZ                  TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                       (object header: mark)     0x00000073035e2701 (hash: 0x73035e27; age: 0)
  8   4                       (object header: class)    0x01000be8
 12   4                 float Person.time               0.0
 16   4      java.lang.String Person.country            (object)
 20   4                   int Student.age               10
 24   8                  long Student.time              20230326
 32   2                  char Student.score             A
 34   1               boolean Student.isRealMan         false
 35   1                       (alignment/padding gap)   
 36   4      java.lang.String Student.name              (object)
 40   4   org.example.Student Student.deskMate          null
 44   4                       (object alignment gap)    
Instance size: 48 bytes
Space losses: 1 bytes internal + 4 bytes external = 5 bytes total
-----------------------------第三阶段 synchronized加锁-------------------------------
synchronized (student)：
org.example.Student object internals:
OFF  SZ                  TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                       (object header: mark)     0x000070000dcafac0 (thin lock: 0x000070000dcafac0)
  8   4                       (object header: class)    0x01000be8
 12   4                 float Person.time               0.0
 16   4      java.lang.String Person.country            (object)
 20   4                   int Student.age               10
 24   8                  long Student.time              20230326
 32   2                  char Student.score             A
 34   1               boolean Student.isRealMan         false
 35   1                       (alignment/padding gap)   
 36   4      java.lang.String Student.name              (object)
 40   4   org.example.Student Student.deskMate          null
 44   4                       (object alignment gap)    
Instance size: 48 bytes
Space losses: 1 bytes internal + 4 bytes external = 5 bytes total
-----------------------------第五阶段 Student[] 数组-------------------------------
[Lorg.example.Student; object internals:
OFF  SZ                  TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                       (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                       (object header: class)    0x0101ed10
 12   4                       (array length)            3
 16  12   org.example.Student Student;.<elements>       N/A
 28   4                       (object alignment gap)    
Instance size: 32 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
-----------------------------第四阶段 synchronized加锁-------------------------------
new Thread:synchronized (student)：
org.example.Student object internals:
OFF  SZ                  TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                       (object header: mark)     0x000060000265c002 (fat lock: 0x000060000265c002)
  8   4                       (object header: class)    0x01000be8
 12   4                 float Person.time               0.0
 16   4      java.lang.String Person.country            (object)
 20   4                   int Student.age               10
 24   8                  long Student.time              20230326
 32   2                  char Student.score             A
 34   1               boolean Student.isRealMan         false
 35   1                       (alignment/padding gap)   
 36   4      java.lang.String Student.name              (object)
 40   4   org.example.Student Student.deskMate          null
 44   4                       (object alignment gap)    
Instance size: 48 bytes
Space losses: 1 bytes internal + 4 bytes external = 5 bytes total

上面成果的看法如下图所示：

别的，对齐填充巨细如下图所示。终究目标巨细，一定是8的整数倍。

至于 (alignment/padding gap) 什么情况下会出现。自己没有细心研讨，感兴趣的同学能够看下jol的源码。下图为源码中的具体方位。

结尾

至此，Java目标内存布局就讲完了。不知道我们还记住多少呢。假如怕看了不久就忘了，能够收藏本文，点个赞支持下作者。文章中若有过错，能够及时纠正。

本年Java找工作异常困难，希望我们都能够度过这个寒冬。加油！！！

上文的示例代码：Java内存布局感兴趣的同学，能够下载运转一下。

5分钟，带你理解Java对象的内存布局

Java目标

前言

内存布局

目标内存巨细

图片解说

1.目标头

1.1 markword

markword图解

无锁目标的markword

1.2 类型指针

1.3 数组长度

2.实例数据

3.对齐填充

实例解说

怎么查看目标

辅助类Student

Student的父类Person

实践运转代码

内存布局

结尾

作者信息

5分钟，带你理解Java对象的内存布局

Java目标

前言

内存布局

目标内存巨细

图片解说

1.目标头

1.1 markword

markword图解

无锁目标的markword

1.2 类型指针

1.3 数组长度

2.实例数据

3.对齐填充

实例解说

怎么查看目标

辅助类Student

Student的父类Person

实践运转代码

内存布局

结尾

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