java各种类型对象占用内存情况分析（经典篇，有图有真相）

为什么写这篇文章？

其实一般的程序猿根本不用了解这么深，只有当你到了一定层次，需要了解jvm内部运行机制，或者高并发多线程下，你写的代码对内存有影响，你想做性能优化。。。等等等等，一句话，当你想深入了解java对象在内存中，如何存储，或者每个对象占用多大空间时，你会感谢这篇文章

本文主要分析jvm中的情况，实验环境为64位window10系统、JDK1.8，使用JProfiler进行结论验证

很多描述以及 概念是基于你懂基本java知识的，如果你看起来有点吃力，要加油咯

本片更偏重验证，更多理论，请参考：https://segmentfault.com/a/1190000006933272

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基本数据类型占用

类型	占用空间
boolean、byte	1byte
short、char	2byte
int、float	4byte
long、double	8byte

接下来用JProfiler验证：

1. 新建一个空对象，观察空对象内存占用

1 2	public class TestObject { }

对象占用内存 16b，如图

结论：一般自建空对象占用内存 16b，16 = 12 + 4

2. 在TestObj中新增一个 int 属性，观察对象内存占用

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public class TestObj { private int i; }

对象占用内存 16b，如图

结论：int 占用 4b， 4 = 16 -12

3. 在TestObj中新增一个 long 属性，观察对象内存占用

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public class TestObj { private long i; }

对象占用内存 24b，如图

结论：long 占用 8b， 8 = 24 -12 - 4

其余基本类型可以参照以上自行验证，原理一样

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包装类型占用

包装类（Boolean/Byte/Short/Character/Integer/Long/Double/Float）占用内存的大小等于对象头大小加上底层基础数据类型的大小。

类型	占用空间
Boolean、Byte	16byte
Short、Char	16byte
Integer、Float	16byte
Long、Double	24byte

1. 在TestObj中新增一个 Integer 属性，观察对象内存占用

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public class TestObj { private Integer i =128; }

对象占用内存 32b，如图

结论：Integer 占用 16b， 16 = 32 - 16

特别的：-128~127 之间的封装类型，只占用 4b**

2. 在TestObj中新增一个 Long 属性，观察对象内存占用

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public class TestObj { private Long l = new Long(1); }

对象占用内存 40b，如图

结论：Long 占用 24b， 16 = 40 - 16

其余包装类型可以参照以上自行验证，原理一样

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基本类型数组占用

64位机器上，数组对象的对象头占用24 bytes，启用压缩后占用16字节。比普通对象占用内存多是因为需要额外的空间存储数组的长度（普通16b-12b）。

对象数组本身的大小=数组对象头 + length * 存放单个元素大小

1. 在TestObj中新增一个 char[] 属性，观察对象内存占用

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public class TestObj { private char[] c = {'a','b','c'}; }

对象占用内存 40b，如图

结论：char[3] 占用 24b， 24 = 40 - 16，24 = 16 + 3 * 2 + 2

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封装类型数组占用

封装类型数组比基本类型的数组，需要多管理元素的引用

对象数组本身的大小=数组对象头+length 引用指针大小 + length 存放单个元素大小

1. 在TestObj中新增一个 Integer[] 属性，观察对象内存占用

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public class TestObj { private Integer[] i = {128,129,130}; }

对象占用内存 80b，如图

结论：Integer[3] 占用 80b， 80 = 96 - 16 , 80 = 16 + 3 4 + 3 16 +4

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String占用内存

1. 在TestObj中新增一个空 String 属性，观察对象内存占用

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public class TestObj { private String s = new String(""); }

对象占用内存 40b，如图

结论：String 本身占用 24b， 24 = 40 -16，另外，String的属性value还需要 16b，也就是说空””也需要16b

注意：这里为什么要写String s = new String(“”)？请自己思考，不写会怎么样？

答：如果写成String s = “”，是不会再堆中开辟内存的，也就看不到String占用的空间，你看到的将会是下面的，至于为什么，都是因为final

ArrayList, HashMap的内存占用

这些参考文章开头提到的那篇文章，下面给出计算公式：

1. 一个ArrayList实例本身的的大小为：

12(header) + 4(modCount) + 4(size) + 4(elementData reference) = 24 (bytes)

下面分析一个只有一个Integer(1)元素的ArrayList实例占用的内存大小。

ArrayList testList = Lists.newArrayList();
testList.add(1);

根据上面对ArrayList原理的介绍，当调用add方法时，ArrayList会初始化一个默认大小为10的数组，而数组中保存的Integer(1)实例大小为16 bytes。

则testList占用的内存大小为：

24(ArrayList itselft) + 16(elementData array header) + 10 * 4(elemetData reference) + 16(Integer) = 96 (bytes)

JProfiler中的结果验证了上述分析：

2. HashMap内存占用

这里分析一个只有一组键值对的HashMap, 结构如下：

Map testMap = Maps.newHashMap();
testMap.put(1, 2);

首先分析HashMap本身的大小。HashMap对象拥有的属性包括：

/**
   * The table, initialized on first use, and resized as
   * necessary. When allocated, length is always a power of two.
   * (We also tolerate length zero in some operations to allow
   * bootstrapping mechanics that are currently not needed.)
   */
  transient Node[] table;

  /**
   * Holds cached entrySet(). Note that AbstractMap fields are used
   * for keySet() and values().
   */
  transient Set> entrySet;

  /**
   * The number of key-value mappings contained in this map.
   */
  transient int size;

  /**
   * The number of times this HashMap has been structurally modified
   * Structural modifications are those that change the number of mappings in
   * the HashMap or otherwise modify its internal structure (e.g.,
   * rehash).  This field is used to make iterators on Collection-views of
   * the HashMap fail-fast.  (See ConcurrentModificationException).
   */
  transient int modCount;

  /**
   * The next size value at which to resize (capacity * load factor).
   *
   * @serial
   */
  // (The javadoc description is true upon serialization.
  // Additionally, if the table array has not been allocated, this
  // field holds the initial array capacity, or zero signifying
  // DEFAULT_INITIAL_CAPACITY.)
  int threshold;

  /**
   * The load factor for the hash table.
   *
   * @serial
   */
  final float loadFactor;

HashMap继承了AbstractMap, AbstractMap有两个属性：

transient Set        keySet;
 transient Collection values;

所以一个HashMap对象本身的大小为：

12(header) + 4(table reference) + 4(entrySet reference) + 4(size) +
4(modCount) + 4(threshold) + 8(loadFactor) + 4(keySet reference) +
4(values reference) = 48(bytes)

接着分析testMap实例在总共占用的内存大小。
根据上面对HashMap原理的介绍，可知每对键值对对应一个Node对象。根据上面的Node的数据结构，一个Node对象的大小为：

12(header) + 4(hash reference) + 4(key reference) + 4(value reference)+ 4(next pointer reference) = 28 (padding) -> 32(bytes)

加上Key和Value两个Integer对象，一个Node占用内存总大小为：32 + 2 * 16 = 64(bytes)

JProfiler中结果：

下面分析HashMap的Node数组的大小。
根据上面HashMap的原理可知，在不指定容量大小的情况下，HashMap初始容量为16，所以testMap的Node[]占用的内存大小为：

16(header) + 16 * 4(Node reference) + 64(Node) = 144(bytes)

JProfile结果：

所以，testMap占用的内存总大小为：

48(map itself) + 144(Node[]) = 192(bytes)

JProfile结果：

这里只用一个例子说明如何对HashMap进行占用内存大小的计算，根据HashMap初始化容量的大小，以及扩容的影响，HashMap占用内存大小要进行具体分析，
不过思路都是一致的。