java对象内存布局中的基本类型字段排列顺序

java对象内存布局：

1. mark word(记录hashCode值和锁的标识等等)

2. class对象指针

3. 类字段
4. 补齐位

如果是数组对象，2、3之间应该加上  数组长度

布局排列表：

	32位jdk 普通对象	32位jdk 数组对象	64位jdk 未开启指针压缩 普通对象	64位jdk 未开启指针压缩 数组对象	64位jdk 开启指针压缩 普通对象	64位jdk 开启指针压缩 数组对象
Mark word(m)	4	4	8	8	8	8
class指针(c)	4	4	8	8	4	4
数组长度(l)	0	4	0	8	0	4
类字段(f)
补齐位(p)

单位（byte）.   总计 (m+c+l+f+p) % 8 = 0

类字段排列

本文主要简述一下类字段的排列规则。

java对象所占内存大小强制8字节对齐，因此补齐位的存在就是为了补齐8字节，每一个java对象的大小都是8的倍数。（注：本文所说的对象皆为Shallow size，不包含引用对象的大小）

UnSafe

通过 sun.misc.UnSafe#objectFieldOffset(Field) 来获取字段在内存中的偏移量

final Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
theUnsafe.setAccessible(true);
final Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);

 

规则一：(m+c+l) %8 =0

类字段排列规则按照先基本类型，后引用类型，大的在前，小的在后，最后按声明顺序排列。对齐以四字节为单位。下为样例代码：

//以64位jdk 未开启指针压缩 普通对象为例
public class Demo {
    //32
    private String str;

    //16
    private long l;

    //24
    private int i;

    //30
    private byte b;

    //28
    private short s;

   


    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        final Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        theUnsafe.setAccessible(true);
        final Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);

        
 System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo.class.getDeclaredField("l")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo.class.getDeclaredField("i")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo.class.getDeclaredField("b")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo.class.getDeclaredField("s")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo.class.getDeclaredField("str")));

    }

}

规则二：（m+c+l） % 8 !=0

优先从基本类型字段中找出一个 字段f，使得 （m+c+l+f） %8 =0，如64位jdk开启指针压缩的普通对象mark word+class refence = 12，如果类字段中有int或者float，会优先把这个字段排在前面 ，如果有多个的话，只会选择排在最前列的那个字段，其余字段按照规则一排列；如果没有int或者float，会根据大小的顺序选择 short char byte boolean，选择一个或多个字段大小和为4byte排列，如果只有一个上述字段，那就只排列一个，然后补空位到4byte。

下为样例代码一：

//以64位jdk 开启指针压缩 普通对象为例
public class Demo2 {

    //16
    private long l;

    //12
    private int i;

    //24
    private String str;


    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        final Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        theUnsafe.setAccessible(true);
        final Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);


        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo2.class.getDeclaredField("l")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo2.class.getDeclaredField("i")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo2.class.getDeclaredField("str")));

    }

}

样例代码二：

//以64位jdk 开启指针压缩 普通对象为例
public class Demo2 {

    //16
    private long l;

    //14
    private byte b;

    //12
    private short s;

    //24
    private String str;


    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        final Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
        theUnsafe.setAccessible(true);
        final Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);


        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo2.class.getDeclaredField("l")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo2.class.getDeclaredField("b")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo2.class.getDeclaredField("s")));
        System.out.println(unsafe.objectFieldOffset(Demo2.class.getDeclaredField("str")));

    }

}

规则三：继承关系

按照规则一和规则二先排列父类字段，再排列子类字段,父类字段加上mark word + class reference 也会八字节对齐