java 类内存分配计算

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

java

     因为跟同事大哥一起看一个社区的jira，不得不恶补了一下java的类内存分配与使用计算方法。原文请参照http://www.codeinstructions.com/2008/12/java-objects-memory-structure.html 。不得不说，一件事情做进去真的越来越复杂。

     在c和c++中，程序员可以自由的操纵内存数据，包括内存分配，内存释放等等，在java中这些繁琐(或者也可以说其实不错)的特性完全由虚拟机搞定，不用再管内存分配回收，看起来相当爽，但是到底类占用了多少空间，如何计算，对于大内存应用的程序，如hadoop hbase等有十分现实的意义。

     首先描述一下内存使用情况的分类，一种是shallow size，一种是是deep size。这里主要说明一下shallow size的计算方法。

     1、没有实力属性的类内存占用情况

     每个java类(除了数组)都占用2个字(word)的头信息(header)，header的第一个字(word)内容包括有类的hash值，锁信息以及一些存活时间信息等。header的第二个字(word)包含有类的引用。

     规则(1):每个对象都要占用8字节对齐。  every object is aligned to an 8 bytes granularity

      2、类内部内存使用情况

     类头部8字节后面是属性情况，基本数据类型内存的使用情况按照我们从课本上解释的，如图：

     

     但是注意，这些类型在内存的分配是需要对齐的！对齐的原因可以参看这篇文章，http://www.devx.com/tips/Tip/13265 简单的说就是为了性能方面的考虑，int是4bytes对齐，double是8个bytes对齐。在对齐的方式上，jvm是做了优化的，即在一个类中，数据是按照以下顺序进行存储的。 

  1. doubles and longs

  2. ints and floats

  3. shorts and chars

  4. booleans and bytes

  5. references

    这样能够最小限度的减少padding，节约内存。如对一个类   

class MyClass {
byte a;
int c;
boolean d;
long e;
    Object f;        
}

    如果按照顺序存储在内存中，则总共需要40bytes    

[HEADER:  8 bytes]  8
[a:       1 byte ]  9
[padding: 3 bytes] 12
[c:       4 bytes] 16
[d:       1 byte ] 17
[padding: 7 bytes] 24
[e:       8 bytes] 32
[f:       4 bytes] 36
[padding: 4 bytes] 40

   按照jvm的规则存取，则只需要32bytes

[HEADER:  8 bytes]  8
[e:       8 bytes] 16
[c:       4 bytes] 20
[a:       1 byte ] 21
[d:       1 byte ] 22
[padding: 2 bytes] 24
[f:       4 bytes] 28
[padding: 4 bytes] 32

    规则(2)jvm内部存储属性是按照先保存long,double；然后int,float;然后char,short;然后byte,boolean,最后是类的引用(reference)。

   3、子类内存分布

    规则(3)子类和父类的属性不会混合在一起重排保存，父类先保存，子类后保存    

class A {
long a;
int b;
int c;
}

class B extends A {
long d;
}

[HEADER:  8 bytes]  8
[a:       8 bytes] 16
[b:       4 bytes] 20
[c:       4 bytes] 24
[d:       8 bytes] 32

   Rule 4: Between the last field of the superclass and the first field of the subclass there must be padding to align to a 4 bytes boundary. 

   Rule 5: When the first field of a subclass is a double or long and the superclass doesn't align to an 8 bytes boundary, JVM will break rule 2 and try to put an int, then shorts, then bytes, and then references at the beginning of the space reserved to the subclass until it fills the gap. 

   rule4，rule5参照原文。

   对于数组加了4个字节的length信息，所以数组的header是12个bytes。


以上是 java 类内存分配计算 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/393169.html

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