4-对象内存布局

一.对象的内存布局

在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

1.对象头

HotSpot虚拟机对象的对象头部分包括两类信息。第一类是用于存储对象自身的运行时数据，如哈希（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为32个比特和64个比特，官方称它 为“Mark Word”。对象头的另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针。此外，如果对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据。

2.实例数据

是对象真正存储的有效信息。

3.对齐填充 （64位机）

由于HotSpot虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，如果对象实例数据部分没有对齐的话，就需要通过对齐填充来补全。

对象大小（64位机）

普通对象

1.对象头：

​ markword： 8个字节

​ ClassPointer指针：-XX:+UseCompressedClassPointers 为4字节 不开启为8字节

2.实例数据

​ 引用类型：-XX:+UseCompressedOops 为4字节 不开启为8字节

3.Padding对齐，8的倍数

数组对象

1. 对象头：markword 8
2. ClassPointer指针同上
3. 数组长度：4字节
4. 数组数据
5. 对齐 8的倍数

二.使用JavaAgent测试Object的大小

1.观察虚拟机配置

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

zhangtianci@zhangtinsidembp ~ % java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
-XX:InitialHeapSize=536870912 -XX:MaxHeapSize=8589934592 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseParallelGC 
java version "1.8.0_251"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_251-b08)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.251-b08, mixed mode)

2.新建项目ObjectSize （1.8）

package com.zhangtianci.jvm.agent;

import java.lang.instrument.Instrumentation;

public class ObjectSizeAgent {
    private static Instrumentation inst;

    public static void premain(String agentArgs, Instrumentation _inst) {
        inst = _inst;
    }

    public static long sizeOf(Object o) {
        return inst.getObjectSize(o);
    }
}

1. src目录下创建META-INF/MANIFEST.MF

   Premain-Class: com.zhangtianci.jvm.agent.ObjectSizeAgent
   

2. 打包jar文件

3. 在需要使用该Agent Jar的项目中引入该Jar包
   project structure - project settings - library 添加该jar包

4. 运行时需要该Agent Jar的类，加入参数：

   -javaagent:\xxx\ObjectSize.jar
   

5. 如何使用该类：

       
      public class SizeOfAnObjectTest {
          public static void main(String[] args) {
              System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new Object()));
              System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new int[] {}));
              System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new P()));
          }
      
          private static class P {
                              //8 _markword
                              //4 _oop指针
              int id;         //4
              String name;    //4
              int age;        //4
      
              byte b1;        //1
              byte b2;        //1
      
              Object o;       //4
              byte b3;        //1
      
          }
      }
   

Hotspot开启内存压缩的规则（64位机）

1. 4G以下，直接砍掉高32位
2. 4G - 32G，默认开启内存压缩 ClassPointers Oops
3. 32G，压缩无效，使用64位
   内存并不是越大越好（^-）

三.对象定位

在创建对象之后，可通过栈上的reference数据操作堆上的具体对象。这个reference有两种比较主流

的实现方式。

1.句柄：这种方式Java堆需要分配一块内存作为句柄池，reference存的就是句柄地址。句柄包含了对

象实例数据地址和对象类型数据地址。

2.直接指针：这种方式reference存的直接是对象地址，如果是访问对象本身则比句柄少了一次访问开

销。

hotspot 采用直接指针的方式。