JVM —— Java 对象占用空间大小计算

零. 为什么要知道 Java 对象占用空间大小

1. 缓存的实现： 在设计 JVM 内缓存时（不是借助 Memcached、 Redis 等）， 需要知道缓存的对象是否会超过 JVM 最大堆限制， 如果会超过要设置相应算法如 LRU 来丢弃一部分缓存数据以满足后续内容的缓存
2. JVM 参数设置： 如果知道对象会被创建， 可以帮助判断 -Xmx 需要设置多少
3. 只是为了好玩

一. 对象的内存布局

HotSpot 虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为三块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

二. 对象头

JVM 对象头一般占用两个机器码，在 32-bit JVM 上占用 64bit， 在 64-bit JVM 上占用 128bit 即 8+8=16 bytes（ 开启指针压缩后占用 4+8=12 bytes）

64位机器上，数组对象的对象头占用 24 bytes，启用压缩之后占用 16 bytes。 之所以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。

更具体的对象头介绍请参考： http://blog.csdn.net/wenniuwuren/article/details/50939410

三. 实例数据

原生类型(primitive type)的内存占用如下：

Primitive Type	Memory Required(bytes)
boolean	1
byte	1
short	2
char	2
int	4
float	4
long	8
double	8

引用类型（reference type： Integer）在 32 位系统上每个占用 4bytes(即32bit， 才能管理 2^32=4G 的内存), 在 64 位系统上每个占用 8bytes（开启压缩为 4 bytes）。

四. 对齐填充

HotSpot 的对齐方式为 8 字节对齐，不足的需要 Padding 填充对齐， 公式：（对象头 + 实例数据 + padding）% 8 == 0 （0<= padding <8）

五. 计算 Java 对象占用空间大小

借助 Instrument 接口的 getObjectSize 方法计算对象占用空间

SizeOfAgent： 计算对象大小类 

package com.wenniuwuren.objectsizeof;

import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.IdentityHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Stack;

/**
 * 借助 Instrumentation 接口的 getObjectSize 方法计算对象占用空间
 * 原来的 sizeOf 只能计算本对象占用空间， 无法计算继承下来的占用空间，
 * 不过可以用反射的方法把全部占用空间计算出来
 *
 * Created by zhuyb on 16/3/20.
 */
public class SizeOfAgent {
    static Instrumentation instrumentation;

    // 第一个参数由 –javaagent， 第二个参数由 JVM 传入
    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instP) {
        instrumentation = instP;
    }

    // 返回没有子类对象大小的大小
    public static long sizeOf(Object o) {
        if (instrumentation == null) {
            throw new IllegalStateException("Can not access instrumentation environment.\n" +
                    "Please check if jar file containing SizeOfAgent class is \n" +
                    "specified in the java's \"-javaagent\" command line argument.");
        }
        return instrumentation.getObjectSize(o);
    }

    /**
     *
     * 计算复合对象
     * @param obj object to calculate size of
     * @return object size
     */
    public static long fullSizeOf(Object obj) {
        Map visited = new IdentityHashMap();
        Stack