一個(gè) Java 對象到底有多大？

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編寫Java代碼的時(shí)候，大多數(shù)情況下，我們很少關(guān)注一個(gè)Java對象究竟有多大(占據(jù)多少內(nèi)存)，更多的是關(guān)注業(yè)務(wù)與邏輯。但是殊不知，在我們不經(jīng)意間，大量的內(nèi)存被無形地浪費(fèi)了。

一個(gè)Java對象到底有多大？

想要精確計(jì)算一個(gè)Java對象占用的內(nèi)存，首先要了解Java對象的結(jié)構(gòu)表示。

Java對象結(jié)構(gòu)

一個(gè)Java對象在Heap的表示，可以分為三部分：

• Object Header
• Class Pointer
• Fields

每個(gè)普通Java對象在堆(heap)中都有一個(gè)頭信息(object header)，頭信息是必不可少的，記錄著對象的狀態(tài)。

32位與64位占用空間不同，在32位中：

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

64位中：

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

我們知道，在Java中，一切皆對象；每個(gè)類都有一個(gè)父類，Class Pointer就是當(dāng)前對象父類的一個(gè)指針，在32位系統(tǒng)中，這個(gè)指針為4byte；在64位系統(tǒng)中，如果開啟指針壓縮(-XX:+UseCompressedOops)或者JVM堆的最大值小于32G，這個(gè)指針也是4byte，否則是8byte。

關(guān)于字段(Fields)，這里指的是類的實(shí)例字段；也就是說不包括靜態(tài)字段，因?yàn)檫@個(gè)字段是共享內(nèi)存的，只會存在一份。

下面以32位系統(tǒng)為例子，計(jì)算一下java.lang.Integer到底占用多大內(nèi)存：

Object Header 和 Pointer 都是固定的，4+4=8byte；再看看字段，只有這一個(gè)，表示數(shù)值：

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

一個(gè)int在java中占據(jù)4byte，所以Integer的大小為4+4+4=12byte。另外，關(guān)注公眾號Java技術(shù)棧，在后臺回復(fù)：JVM46，可以獲取一份 46 頁的高清 JVM 教程，非常齊全。

這個(gè)結(jié)果對嗎？不對！還有一點(diǎn)沒有說：在java，對象占用的heap大小是8位對齊的，上面的12byte沒有對齊，所以需要補(bǔ)位4byte。結(jié)果是16byte！

另外，在Java中還有一種特殊的對象，數(shù)組！沒錯(cuò)，這個(gè)對象有點(diǎn)特殊，它比其他對象多了一個(gè)屬性：長度(length)。所以我們計(jì)算數(shù)組長度的時(shí)候，需要額外加上一個(gè)長度的字段，即一個(gè)int的大小。

例如：int[] arr = new int[10];

arr的占用heap大小為：

4(object header)+4(pointer)+4(length)+4*10(10個(gè)int大小)=52byte 由于需要8位對齊，所以最終大小為`56byte`。

節(jié)約內(nèi)存原則

在了解了對象的內(nèi)存使用情況后，我們可以簡單算一筆帳。一個(gè)java.lang.Integer占用16byte，而一個(gè)int占用4byte，4:1的比例！也就是說整數(shù)的類類型是基本類型內(nèi)存的4倍！

由此我們得出第一個(gè)節(jié)約內(nèi)存的原則：

1)盡量使用基本類型，而不是包裝類型。

數(shù)據(jù)庫建表的時(shí)候字段類型需要仔細(xì)推敲，同樣JavaBean中的屬性字段類型也需要仔細(xì)斟酌。不要吝嗇使用short，byte，boolean，如果短類型能放下數(shù)據(jù)，盡量不要使用更長的類型。

一個(gè)long比一個(gè)int才多4byte，但是你要想，如果內(nèi)存中有100W個(gè)long，那就白白浪費(fèi)了約4MB空間，不要小看這一點(diǎn)點(diǎn)的空間浪費(fèi)，因?yàn)殡S便一個(gè)跑著在線應(yīng)用的JVM中，對象都能達(dá)到上千萬！內(nèi)存是節(jié)省出來的。

所以：

2)斟酌字段類型，在滿足容量前提下，盡量用小字段。

你知道一個(gè)ArrayList集合，如果里面放了10個(gè)數(shù)字，占用多少內(nèi)存嗎？讓我們算算：

ArrayList中有兩個(gè)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，一個(gè)int字段(size)占4byte，elementData數(shù)組本身占12(4+4+4)，數(shù)組中10個(gè)Integer對象占10×16。所以整個(gè)集合空間大小為4+4+4+12+160=184byte。

如果我們用int[]代替集合呢，12+4×10=52byte，對其后56byte。

集合跟數(shù)組的比例是184:56，超過3:1了！

所以我們的第三個(gè)建議是：

3)如果可能，盡量用數(shù)組，少用集合。

數(shù)組中是可以使用基本類型的，但是集合中只能放包裝類型！

如果實(shí)在需要使用集合，推薦一個(gè)比較節(jié)約內(nèi)存的集合工具，fastutil。這里面包含了JKD集合中絕大部分的實(shí)現(xiàn)，而且比較省內(nèi)存。

4)小技巧

在上面的三個(gè)原則基礎(chǔ)上，提供兩個(gè)小技巧。

• 時(shí)間用long/int表示，不用Date或者String。
• 短字符串如果能窮舉或者轉(zhuǎn)換成ascii表示，可以用long或者int表示。

小技巧跟具體的場景是數(shù)據(jù)有關(guān)系，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行激進(jìn)優(yōu)化節(jié)省內(nèi)存。

總結(jié)

性能和可讀性向來就有些矛盾，在這里也是，為了節(jié)約內(nèi)存，不得不進(jìn)行取舍，代碼丑陋了一些，可讀性差了一些，還好能省下一些內(nèi)存。上面的原則在確實(shí)需要節(jié)約內(nèi)存的時(shí)候，不妨可以試試！