分析Java中各種數(shù)據(jù)類型對(duì)于內(nèi)存占用的情況

前言

其實(shí)一般的程序猿根本不用了解這么深，只有當(dāng)你到了一定層次，需要了解jvm內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，或者高并發(fā)多線程下，你寫的代碼對(duì)內(nèi)存有影響，你想做性能優(yōu)化。等等等等，一句話，當(dāng)你想深入了解java對(duì)象在內(nèi)存中，如何存儲(chǔ)，或者每個(gè)對(duì)象占用多大空間時(shí)，你會(huì)感謝這篇文章

本文主要分析jvm中的情況，實(shí)驗(yàn)環(huán)境為64位window10系統(tǒng)、JDK1.8，使用JProfiler進(jìn)行結(jié)論驗(yàn)證

很多描述以及 概念是基于你懂基本java知識(shí)的，如果你看起來有點(diǎn)吃力，要加油咯

本片更偏重驗(yàn)證，更多理論，請(qǐng)參考：https://segmentfault.com/a/1190000006933272

內(nèi)存公式：Java對(duì)象的內(nèi)存布 = 對(duì)象頭(Header) + 實(shí)例數(shù)據(jù)(Instance Data) + 補(bǔ)齊填充(Padding)。

補(bǔ)齊填充：Java對(duì)象占用空間是8字節(jié)對(duì)齊的，即所有Java對(duì)象占用bytes數(shù)必須是8的倍數(shù)

Shallow Size

對(duì)象自身占用的內(nèi)存大小，不包括它引用的對(duì)象。
針對(duì)非數(shù)組類型的對(duì)象，它的大小就是對(duì)象與它所有的成員變量大小的總和。當(dāng)然這里面還會(huì)包括一些java語言特性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
針對(duì)數(shù)組類型的對(duì)象，它的大小是數(shù)組元素對(duì)象的大小總和。

Retained Size

Retained Size=當(dāng)前對(duì)象大小+當(dāng)前對(duì)象可直接或間接引用到的對(duì)象的大小總和。(間接引用的含義：A->B->C, C就是間接引用)
換句話說，Retained Size就是當(dāng)前對(duì)象被GC后，從Heap上總共能釋放掉的內(nèi)存。
不過，釋放的時(shí)候還要排除被GC Roots直接或間接引用的對(duì)象。他們暫時(shí)不會(huì)被被當(dāng)做Garbage。

基本數(shù)據(jù)類型占用

接下來用JProfiler驗(yàn)證：

1.新建一個(gè)空對(duì)象，觀察空對(duì)象內(nèi)存占用

public class TestObject {
}

對(duì)象占用內(nèi)存 16b，如圖

結(jié)論：一般自建空對(duì)象占用內(nèi)存 16b，16 = 12(Header) + 4(Padding)

2.在TestObj中新增一個(gè) int 屬性，觀察對(duì)象內(nèi)存占用

public class TestObj {
    private int i;

}

對(duì)象占用內(nèi)存 16b，如圖

結(jié)論：int 占用 4b， 16 = 12(Header) + 4(int)

3.在TestObj中新增一個(gè) long 屬性，觀察對(duì)象內(nèi)存占用

public class TestObj {
    private long i;

}

對(duì)象占用內(nèi)存 24b，如圖

結(jié)論：long 占用 8b， 24 = 12(Header) + 8(long) + 4(Padding)

其余基本類型可以參照以上自行驗(yàn)證，原理一樣

包裝類型占用

包裝類（Boolean/Byte/Short/Character/Integer/Long/Double/Float）占用內(nèi)存的大小 = 對(duì)象頭大小 + 底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型的大小。

包裝類和其他引用類一樣，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)引用（reference）

1.在TestObj中新增一個(gè) Integer 屬性，觀察對(duì)象內(nèi)存占用

public class TestObj {
   private Integer  i =128;

}

對(duì)象占用內(nèi)存 32b，如圖

結(jié)論：Integer 占用 16b， 32 = 12 (Header) + 16(Integer) + 4(reference)

特別的：-128~127 在常量池，只占用 4b，且不產(chǎn)生引用（reference）

2.在TestObj中新增一個(gè) Long 屬性，觀察對(duì)象內(nèi)存占用

public class TestObj {
   private Long  l = new Long(1);

}

對(duì)象占用內(nèi)存 40b，如圖

結(jié)論：Long 占用 24b， 40 = 12 (Header) + 24(Long) + 4(reference)

其余包裝類型可以參照以上自行驗(yàn)證，原理一樣

基本類型數(shù)組占用

64位機(jī)器上，數(shù)組對(duì)象的對(duì)象頭占用24 bytes，啟用壓縮后占用16字節(jié)。比普通對(duì)象占用內(nèi)存多是因?yàn)樾枰~外的空間存儲(chǔ)數(shù)組的長(zhǎng)度（普通16b-12b）。

對(duì)象數(shù)組本身的大小=數(shù)組對(duì)象頭 + length * 存放單個(gè)元素大小

在TestObj中新增一個(gè) char[] 屬性，觀察對(duì)象內(nèi)存占用

public class TestObj {
   private char[] c = {'a','b','c'};

}

char[] c占用內(nèi)存 40b，如圖

結(jié)論：char[3] 占用 24b， 24 = 40 - 16，24 = 16(Header) + 3 * 2(char) + 2(Padding)

封裝類型數(shù)組占用

封裝類型數(shù)組比基本類型的數(shù)組，需要多管理元素的引用

對(duì)象數(shù)組本身的大小=數(shù)組對(duì)象頭+length * 引用指針大小 + length * 存放單個(gè)元素大小

在TestObj中新增一個(gè) Integer[] 屬性，觀察對(duì)象內(nèi)存占用

public class TestObj {
    private Integer[] i = {128,129,130};

}

Integer[] i占用內(nèi)存 80b，如圖

結(jié)論：Integer[3] 占用 80b， 80 = 96 - 16, 80 = 16(Header) + 3 * 4 (reference)+ 3 * 16(Integer) +4(padding)

String占用內(nèi)存

在TestObj中新增一個(gè)空 String 屬性，觀察對(duì)象內(nèi)存占用

public class TestObj {
    private String s = new String("");

}

對(duì)象占用內(nèi)存 40b，如圖

結(jié)論：String 本身占用 24b， 24 = 40 -16，也就是說空""也需要16b

注意：這里為什么要寫String s = new String("")？請(qǐng)自己思考，不寫會(huì)怎么樣？

答：如果寫成String s = “”，是不會(huì)再堆中開辟內(nèi)存的，也就看不到String占用的空間，你看到的將會(huì)是下面的，至于為什么，都是因?yàn)閒inal

以上就是java各種類型對(duì)象占用內(nèi)存情況分析的詳細(xì)內(nèi)容，想要了解更多關(guān)于Java底層知識(shí)的資料,請(qǐng)關(guān)注W3Cschool其它相關(guān)文章！