概述

在實際應用中，尤其是在進行JVM調優時，理解并正確估計對象大小是非常重要的，因為這直接影響到內存分配、垃圾回收效率以及應用程序的整體性能。

對象的組成

在Java中，計算一個對象的大小是為了了解它在內存中占用的確切空間。Java對象在Java虛擬機（JVM）中的內存布局主要包括三個部分：

1. 對象頭（Header）：
   對象頭通常包含用于存儲對象自身的運行時元數據，如哈希碼、鎖狀態標志、線程持有的鎖指針等信息，這部分稱為mark word。
   另外，對象頭還可能包含指向類元數據的指針，用于方法調度和類型信息識別。
2. 實例數據（Instance Data）：
   這是對象的實際有效載荷，包括所有字段變量（成員變量）。每個字段根據其類型有不同的大小，基本類型的大小固定，而引用類型的大小則依賴于JVM實現，通常是固定的引用寬度（如32位或64位環境下的4字節或8字節）。
3. 對齊填充（Padding）：
   為了滿足特定JVM或操作系統對于內存分配的要求（比如某些硬件平臺要求內存地址必須是某個字節數的倍數），JVM會在對象實例數據末尾填充額外的字節，確保整個對象占用的空間是對齊的。

Java中的基本數據類型及其大小

1. 整數類型：
   byte: 8位（1字節），有符號整數，范圍從-128到127。
   short: 16位（2字節），有符號整數，范圍從-32,768到32,767。
   int: 32位（4字節），有符號整數，范圍從-2^31到231-1（即-2,147,483,648到2,147,483,647）。
   long: 64位（8字節），有符號整數，范圍從-2^63到263-1。
2. 浮點類型：
   float: 32位（4字節），單精度浮點數。
   double: 64位（8字節），雙精度浮點數。
3. 字符類型：
   char: 16位（2字節），無符號Unicode字符，范圍從\u0000到\uffff。
4. 布爾類型：
   boolean: 在Java虛擬機中沒有明確規定其確切的大小，但通常被視為占據至少一個比特位。然而，在內存分配時，它往往會被編譯器優化成字節存儲。

需要注意的是，盡管硬件架構可能不同，但在Java虛擬機中，上述基本數據類型的大小是固定的，并不依賴于運行Java程序的具體平臺。

計算大小方式

要精確計算Java對象的大小，可以使用以下幾種方法：

• Instrumentation API： Java的java.lang.instrument.Instrumentation 接口提供了諸如getObjectSize()這樣的方法，允許在運行時獲取對象的精確大小。
• JDK1.8有一個類jdk.nashorn.internal.ir.debug.ObjectSizeCalculator可以評估出對象的大小,直接調用靜態方法ObjectSizeCalculator.getObjectSize
• 第三方工具： 使用諸如JOL (Java Object Layout) 或 VisualVM 等工具分析堆內存，它們能夠展示出對象的具體內存布局以及占用大小。
• 手動估算： 根據上述組成原理，可以逐個累加各字段的大小來估算對象頭加上實例數據的大小，但這種方法很難考慮到具體的JVM實現細節以及對齊填充的影響。

計算大小實戰

這里使用第三方工具JOL

import jdk.nashorn.internal.ir.debug.ObjectSizeCalculator;
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;public class ObjectSize {public static void main(String[] args) {System.out.println("只打印大小");System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(new Object()));System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(new String()));System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(new int[]{}));System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(new Integer(1)));System.out.println("打印對象的內存大小占用情況，詳細版本");ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(new Object());System.out.println(layout.toPrintable());System.out.println();ClassLayout layout2 = ClassLayout.parseInstance(new A());System.out.println(layout2.toPrintable());System.out.println();ClassLayout layout1 = ClassLayout.parseInstance(new int[]{});System.out.println(layout1.toPrintable());}public static class A {private Integer age;private String name;private Double balance;private Boolean sex;}
}

說明

以下對A對象的對象大小進行說明

總結

理解Java對象大小的重要性、組成以及計算方法，以便更好地進行內存優化和性能調優，歡迎關注：魯班曰

參考文獻

java對象在內存的大小