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。

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