Java对象的大小由什么决定？

Question

什么影响了单个对象在内存中的大小？

我知道原始类型和引用会影响大小，但还有其他因素吗？方法数量和长度是否会影响大小？

- Juxtaposition

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使用jmap命令，您会看到是哪些字段做出了贡献。方法的数量和长度是否很重要？只有被覆盖的方法才可能在虚拟表中占用空间。 - bestsss

Answer 1

这完全取决于实现，但有一些因素会影响Java对象的大小。首先，Java对象中字段的数量和类型肯定会影响空间使用，因为您需要至少有足够的存储空间来容纳所有对象的字段。然而，由于填充、对齐和指针压缩优化，没有直接的公式可以用来精确计算以这种方式使用了多少空间。

至于方法，通常情况下对象中的方法数量对其大小没有影响。方法通常使用称为虚函数表（或“vtable”）的特性实现，使得可以通过基类引用在恒定时间内调用方法。这些表通常通过在多个对象之间共享单个vtable实例，然后使每个对象存储单个指向vtable的指针来存储。

接口方法会稍微复杂一些，因为有几种不同的实现可能性。一种实现为每个接口添加一个新的vtable指针，因此实现的接口数量可能会影响对象大小，而其他实现则不会。同样，实际上如何在内存中组合这些东西是由实现决定的，因此您无法确定这是否会产生内存成本。

据我所知，目前不存在JVM的实现，其中方法的长度会影响对象的大小。通常情况下，每个方法仅存储一份内存，然后该代码跨所有特定对象的实例共享。较长的方法可能需要更多的总内存，但不应对类的实例的每个对象的内存产生影响。也就是说，JVM规范并没有承诺这必须是正确的，但我无法想到任何合理的实现方式，它会为了方法代码而为每个对象分配额外的空间。 除了字段和方法之外，许多其他因素可能会导致对象的大小增加。以下是一些例子： 根据JVM使用的垃圾收集器（或收集器）类型，每个对象可能会有额外的存储空间来保存信息，例如对象是否处于活动、死亡、可达等状态。这可以增加存储空间，但您无法控制。在某些情况下，JVM可能通过尝试将对象存储在堆栈而不是堆上来优化对象大小。在这种情况下，某些类型的对象甚至可能不存在开销。 如果使用同步，对象可能会分配额外的空间，以便可以对其进行同步。JVM的某些实现直到必要时才为对象创建监视器，因此如果您不使用同步，则可能会拥有更小的对象，但无法保证这种情况。 此外，为了支持像instanceof和类型转换之类的操作符，每个对象可能都有一些空间用于保留类型信息。通常，这与对象的vtable捆绑在一起，但不能保证这一点。

如果你使用断言，一些JVM实现将在你的类中创建一个字段，其中包含断言是否已启用。然后在运行时使用它来禁用或启用断言。再次强调，这是与实现相关的，但记住这一点很好。

如果你的类是一个非静态内部类，它可能需要持有对包含它的类的引用，以便可以访问它的字段。但是，如果从未使用它，则JVM可能会优化掉它。

如果您使用匿名内部类，则该类可能需要有额外的空间来保留在其封闭范围内可见的final变量，以便可以在类内部引用它们。这是与实现相关的，无论是将此信息复制到类字段中还是仅在堆栈上本地存储，都可能增加对象大小。

某些实现Object.hashCode()或System.identityHashCode(Object)可能需要在每个包含该哈希码值的对象中存储额外的信息，如果无法以其他方式计算它（例如，如果对象可以在内存中重定位）。这可能会增加每个对象的大小。

- templatetypedef

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这取决于具体的实现方式，这些信息是复制到类字段中还是仅在堆栈上本地存储，但它可能会增加对象大小。除非整个对象可以被优化掉并且不被分配，否则无法将其存储在堆栈上。 - bestsss

@templatetypedef 只是想澄清一下，Java是否使用V表进行动态分派？ - peter

@peter 这取决于实现。据我所知，Java 实现通常使用一个 vtable 用于普通继承，但也有通过接口进行动态分派的备用机制（字节码针对这些情况有不同的指令，这让我相信它们可能是以不同的方式完成的）。然而，这完全取决于实现者，他们还可以采用诸如多态内联缓存等技术来补充或替代 vtable。 - templatetypedef

Answer 2

为了补充 @templatetypedef 所给出的（尽管有些含糊）数据，这些数字是针对典型的最近32位JVM而言的，但它们是实现特定的：

- 每个对象的头开销通常是2个字，用于普通对象，而数组则需要3个字。头部包括与GC相关的标志以及指向对象实际类的某种指针。对于数组，需要额外的一个字来保存数组大小。 - 如果你（直接或间接地）调用了System.identityHashCode()并且它经历过一次GC周期，则需要添加一个额外的字来存储hashcode值。（现代JVM使用巧妙的技巧来避免为所有对象保留一个hashcode头字段...） - 存储分配粒度可能是字的多个；例如2. - 对象的字段通常是字对齐的；即它们不会紧缩在一起。 - 基本类型数组的元素是紧缩的，但是布尔值通常以紧缩形式的字节表示。 - 引用作为字段和数组元素都占据4个字节。

64位JVM由于某些JVM中的指针压缩（OOPS）而变得更加复杂。此外，我不确定字段是32位还是64位对齐。

请注意：以上内容基于我从各种"有见识的人"在各个地方所听到/阅读到的信息。除了Oracle / Sun之外，没有权威来源提供此类信息，而且（据我所知）他们也没有发布任何内容。

- Stephen C

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此外，我不确定字段是否为32位或64位对齐。如果是32位，则可能会与int类型产生冲突。至于对齐，有更多信息，但为了使用SSE向量内部函数（例如：http://hg.openjdk.java.net/jdk7/hotspot-comp/hotspot/rev/fbde8ec322d0），某些数组可能需要进一步对齐到128位边界。还有另一个关于SSE的RFE，不知道它是否已经被纳入java7中。 - bestsss

Answer 3

在sourceforge上查看java.sizeOf，链接在这里：http://sizeof.sourceforge.net/

。

- johnnieb

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GPL许可证而不是LGPL许可证，使得专有应用程序要么无法使用，要么在选择性编译时极为不便。 - Jason S

我认为这对于学习目的来说是可以的，我相信这也是问题的意图所在。 - johnnieb

@Jason S - 这就是开发非GPL许可的应用程序的缺点之一。 - Stephen C

Answer 4

据我所知，在HBase源代码中，有一些关于对象大小的计算，基于一些常见的规则，如不同字段占用空间的方式。并且在32位或64位操作系统中会有所不同。至少以上所有的人都知道。但我没有详细研究他们为什么这样做。但他们确实在源代码中这样做了。

此外，Java.lang.intrument.Intrumentation类也可以通过getObjectSize()来完成。我猜开源项目也是基于它的。 在这个链接中，有关于如何使用它的详细信息。 在Java中，确定对象大小的最佳方法是什么？ 作为评论。实际上，我也很感兴趣，如果你在源代码中这样做，最有意义的用例是什么？

- Clark Bao