如何计算Java数组的内存大小？

Question

我知道如何通过添加三个部分来计算Java对象的内存大小:头+属性+引用。

我也知道Java数组也是一个对象。

但是当我读到“理解JVM高级特性和最佳实践，第二版”时，它说Java数组的头由三个部分组成:标记word、类指针和数组长度。

在Hotspot 64位JVM中，它总是24字节。

但是在32位JVM中，如何计算Java数组的内存大小？

我希望你们能给我一些Java代码示例，向我展示如何计算对象的内存大小，而不是仅限于数组对象。

Answer 1

实际的对象大小是特定于实现的，甚至不要求对象的所需大小在其生存期内保持不变。

有一篇关于wiki.openjdk.java.net的文章声明：

对象标头布局 对象标头由本机大小的标记字、klass字、32位长字(如果对象是数组)、32位间隙(如果对齐规则需要)、以及零或多个实例字段、数组元素或元数据字段组成。(有趣的问题: Klass元对象包含紧跟在klass单词之后的C++ vtable。) 如果存在gap字段，则通常可用于存储实例字段。 如果UseCompressedOops是假的(在ILP32系统中总是这样)，则标记和klass都是本地机器单词。对于数组，间隙总是存在于LP64系统上，而只存在于ILP32系统中具有64位元素的数组上。 如果UseCompressedOops为真，则klass为32位。非数组在klass之后有一个间隙字段，而数组在klass之后存储长度字段。

对于对象的大小计算“头+属性+引用”是不正确的。首先，对对象的引用不是引用对象大小的一部分。可以有任意数量的对同一对象的引用，但这些引用根本不必在堆内存或RAM中，因为优化的代码可能纯粹通过CPU寄存器访问对象。

此外，正如上面引号中所暗示的那样，有一些对齐规则使得字段所需内存的计算变得非常重要。如果存在适合于实例字段的字段，则头中可能会出现一个空白，用于存储实例字段。虽然同一类的字段可能被安排为最小化填充，但子类必须与超类的布局共存，可能会向其添加更多字段，并且只有在具有拟合类型字段的情况下才能填补空白，否则，由于类层次结构的原因，可能会有更多的空白。

对于数组，您可以从引用的文章中派生出32位HotSpot表示使用12字节的头，除非类型是long[]或double[]，在这种情况下为16字节。

对于64位实现，UseCompressedOops选项(默认情况下是打开的)允许将64位标记字与32位klass和32位长度组合为16字节的头。只有当UseCompressedOops关闭时，报头才会是24个字节。

Answer 2

您可以使用由全能的Aleksey编写的JOL框架进行测试。

使用它实际上非常容易，首先让我们定义您所关心的布局：

Layouter layout32Bits =  new HotSpotLayouter(new X86_32_DataModel());
Layouter layout64Bits = new HotSpotLayouter(new X86_64_DataModel());
Layouter layout64BitsComp = new HotSpotLayouter(new X86_64_COOPS_DataModel());

然后，让我们定义一个数组并查看结果：

int [] ints = new int[1];
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(ints, layout32Bits).toPrintable());
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(ints, layout64Bits).toPrintable());
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(ints, layout64BitsComp).toPrintable());

让我们一次跑一次。对于32bits VM

  [I object internals:
  OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
  0     4        (object header)                           09 00 00 00 (00001001 00000000 00000000 00000000) (9)
  4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
  8     4        (object header)                           10 0b 40 29 (00010000 00001011 01000000 00101001) (692062992)
 12    40    int [I.<elements>                             N/A
 52    12        (loss due to the next object alignment)
 Instance size: 64 bytes
 Space losses: 0 bytes internal + 12 bytes external = 12 bytes total

因此，您获得了头部的12 bytes，(两个标头的4+4，加上数组大小的4，它是一个int)；然后得到数组将容纳的10个it的40字节。

其次，我不太确定我是否理解。到目前为止，我们有52字节，对象在8 bytes上对齐，这意味着这52个值应该四舍五入到56 bytes，以使其对齐到8。

相反，它说的是12 bytes loss due to the next object alignment。我只能猜测可能有两件事，请先阅读这里的评论或可能有些领域只是为了内部的目的。

不打算在这里显示其余的示例输出(您也可以这样做)，我将问一个后续的问题，事情是不清楚的事情，我不清楚的填充很快。