Java 对象与 JVM ｜ 青训营笔记

这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的第 4 篇笔记

Java 对象内存存储布局

在 HotSpot 虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充。

• MarkWord：标记存储对象本身运行时的数据，包含哈希值（指向对象在堆中的首地址值）、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。在32位系统占4字节，在64位系统中占8字节
• ClassPointer：类型指针，存储的是对象指向它的Class对象（其对应的类元数据对象）的首地址。在开启指针压缩的情况下，占 4 字节，未开启情况下，占 8 字节
• Length：只在数组对象中存在，用来记录数组的长度，占用4字节
• Instance Data：对象实例数据，存储本类对象的成员变量和所有可见的父类成员变量。(这里不包括静态成员变量，因为其是在方法区维护的)
• Padding：Java对象的存储空间分配单位是8个字节，不足8字节，也会分配8字节进行填充。即所有Java对象占用bytes数必须是8的倍数，padding的作用就是补充字节，保证对象是8字节的整数倍。64位计算机上Java对象头的大小刚好是8的2倍，因此当实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全

可以通过 JOL 工具打印对象布局

添加依赖：

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.16</version>
</dependency>

使用示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
    }
}

指针压缩

-XX:+UseCompressedClassPointers：压缩对象头类指针

-XX:+UseCompressedOops：压缩对象引用指针

32 位 JRE 的指针是 8 位（32 bit），无需压缩；64 位 JRE 开启指针压缩都是将指针大小从 8 个字节压缩为 4 个字节。

UseCompressedClassPointers依赖于UseCompressedOops，即UseCompressedClassPointers的开启要求UseCompressedOops也开启才生效。

// 这行代码在 JVM 到底占用多少个字节？
Object o = new Object()

无论有没有开启指针压缩，new Object() 都占 16 个字节。

如果考虑变量 o 这个指针的大写，在压缩指针的情况下，是 4 个字节 + 16 个字节 = 20 个字节， 在不压缩指针的情况下，是 8 个字节 + 16 个字节 = 24 个字节。

请问下面代码的输出结果

public class Main {

    static class Wrapper {
        int size;
        Integer state;
        String name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Wrapper();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
    }
}

答案：开启指针压缩，24 个字节；不开启指针压缩，40 个字节（4 个字节是填充）。