Java中的内存开销实际上是什么？

Question

我已经阅读了 what-is-the-memory-consumption-of-an-object-in-java 和 what-is-the-memory-overhead-of-an-object-in-java，但仍然感到困惑。

• 什么是内存开销？是指填充吗?
• 什么是带压缩指针的JVM? 是指引用吗?
• 如果使用32位JVM，那么开销会更小吗？当然会。但这是因为填充吗？
• 因此，对于内存效率或性能来说，总是使用32位JVM更好吗？

下面的图像来自此链接（第26页）

在这张图片中，他们一开始就展示了16字节的JVM开销，为什么会这样呢？

- Prasanna Kumar H A

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关于32位和64位JVM：请参见https://dev59.com/9WQm5IYBdhLWcg3w2R_3 - GhostCat

@GhostCat 但如果32位更好地控制内存消耗...那么64位jvm的原因是什么？是因为32位被限制在4GB堆或压缩oops吗？ - Prasanna Kumar H A

http://openjdk.java.net/projects/code-tools/jol/ - the8472

现如今，4 GB已经是微不足道的了。有些人这样说；是的，大多数人对使用64位操作系统/应用程序所带来的额外开销并没有什么问题。 - GhostCat

@PeterLawrey 很厉害。你8岁的孩子手头上的RAM比我整个家庭都多。但是，我可以超越这一点：5年前我曾经接触过IBM Power系统，它有400GB的RAM。而且我几乎完全能够利用它。 - GhostCat

Answer 1

什么是内存开销？

当使用的内存超过您创建的字段时。

这是填充吗？

一些是填充，可以出现在对象中的任何位置，但头部始终位于开头。头部通常为8-12个字节长。

JVM压缩指针是什么？

JVM压缩指针是使用32位指针的64位JVM中的一种技术，可节省内存。

这是引用吗？

引用可以使用此技术，但指向对象的类信息的指针也可以使用。

如果使用32位JVM，则开销会更小吗？

可能是，尽管这与对引用和类使用压缩指针相同。

但是这是因为填充吗？

这是因为64位指针使用的空间比32位指针多。

因此，为了内存效率或性能，总是使用32位JVM更好吗？

不是，32位处理器模型具有32位寄存器，而64位模型具有两倍大小（64位）的寄存器，这意味着可以在最快的内存中保存更多的内容。 64位处理模型的计算速度也往往更快。

总的来说，除非您a）无法使用或b）只有很少量的内存，否则建议始终使用64位JVM。

在这个图片中一开始就显示为16字节的JVM开销，为什么？

这并不严格正确。这假定您具有非压缩的类引用，因此标题为12字节，但默认情况下对象是8字节对齐的，这意味着在结尾处会有4字节的填充（总计16字节，但不全在开头）。

常见问题：为什么32位压缩OOP可以寻址超过4GB的空间？

对象默认需要8字节对齐，这样内存管理更加简单但是有时会浪费一些填充。其副作用是每个对象的地址的最低三位都是0（必须是8的倍数）。这些位不需要存储，这就允许压缩OOP可以寻址8*4GB或32GB的空间。

如果采用16字节对齐，JVM可以使用32位引用来寻址64GB的空间（但是填充开销更大，可能不值得这样做）

常见问题：为什么在28-32GB附近速度变慢？

虽然引用可以乘以8，但堆并不从内存的起始位置开始。通常它从4GB之后开始。这意味着如果要使用全部的32GB，则必须添加此偏移量，这会产生轻微的额外开销。

堆大小:

• 小于4GB - 零扩展地址
• 4-28GB - 乘以8或<< 3 注意：x64有一个指令来支持double[]和long[]
• 28-32GB - 乘以8并加上保存偏移量的寄存器。稍微慢一些，但通常不是问题。

- Peter Lawrey

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@Sam 头部信息是对象开头的信息。它包括对象的系统哈希码和类指针，以表示您拥有的对象类型。以下是一些混淆头文件的示例：https://github.com/peter-lawrey/Performance-Examples/blob/master/src/main/java/vanilla/java/unsafe/UnsafeIdentityDemo.java - Peter Lawrey

@Sam，你有一个对象头的起始引用。引用的大小和头部（或对象）的大小是不同的。 - Peter Lawrey

@Sam 在32位操作系统上需要一个32位JVM。当您拥有28-64 GB等较大的堆时，将64位指针视为32位会产生轻微的开销，但总体上更多、更大的寄存器有助于提高性能。 - Peter Lawrey

@Sam 在虚拟机层面上，你只有引用（头文件可能不存在，这是一种实现细节）。揭开JVM所做的事情的面纱，在机器层面上，你只有指针。JVM可以使用技巧将引用转换为指针。 - Peter Lawrey

在当今的实现中，String不再具有offset+count字段，因此有一个8字节的对象头（带有压缩的klass指针），加上hashCode+value字段，每个字段4字节（带有压缩的oops），因此总大小为16字节，不需要任何填充。因此，每个String实例占用16字节，而不是过时图形中所说的32字节。Java 9将使用byte[]以便在可行的情况下（实际上大多数字符串）使用8位编码，因此数组大小也将减半... - Holger