java对象的存储结构和指针压缩学习

Posted 2020-12-15 半城狂客

在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储不惧可以划分为三个部分：

对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

对象头：包含了Mark Word（一定存在），元数据指针（一定存在），数组size(如果这个对象是个数组对象的话）。

实例数据：类元信息中定义的变量数据

对齐填充：可能存在的部分，同对象头一样，为了8字节对齐的无实际意义填充部分。

64位虚拟机来说，低于32G内存，默认开启指针压缩，那么堆中的对象是这样子的。

可以使用jol包来观察对象的存储结构，引入pom文件
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jol</groupId>
<artifactId>jol-core</artifactId>
<version>0.10</version>
</dependency>

1）查看对象内部信息： ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()

2）查看对象占用空间总大小：GraphLayout.parseInstance(obj).totalSize() 一个空的Object对象，64位虚拟机打开指针压缩(默认开启或者VM -options设置下  -XX:+UseCompressedOops开启)

3）测试

package com.test.demo.test.jvm;

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
import org.openjdk.jol.info.GraphLayout;

/**
 * @program: demo
 * @description: 查看对象内存 空对象一般16b(没有普通属性的类生成的对象)
 * -XX:+UseCompressedOops开启指针压缩（默认） oop对象指针
 * -XX:-UseCompressedOops关闭指针压缩
 * 指针压缩的原理：
 * 指针不再表示对象在内存中的精确位置，而是表示偏移量。这意味着32位的指针可以引用40亿个对象，
 * 而不是40亿个字节。最终，也就是说内存增长到32GB的物理内存，也可以用32位的指针表示。也就是说，我们只需要
 * 知道JVM内存的开始位置，知道偏移量，就可以算出我想要找的实际物理位置。

---------------对象头区域-----------实例数据区域---------对齐填充区域（保证8的倍数）
      markword( 32位 4byte ---64位 8byte)
      class指针（开启指针压缩 4byte 关闭 8byte）
      数组对象（开启指针压缩 4byte 关闭 8byte）
 * @author: zhugaopo
 * @slogan: 致敬大师、致敬未来的你.
 * @create: 2020-07-16 10:17
 */
public class CountObjectSize {
    int a = 10; 
    int b = 20; 
    String[] aa =new String[]{"a","b","c"};

    public static void main(String[] args) {
        Object object = new Object();
        String s1 = ClassLayout.parseInstance(object).toPrintable();
        System.out.println("空对象"+ s1);
        //空Object 开启指针压缩:  markword 8bytes + class地址 4bytes + 成员变量 0bytes + 对齐填充 4bytes = 16bytes
        //空Object 关闭指针压缩:  markword 8bytes + class地址 8bytes + 成员变量 0bytes + 对齐填充 0bytes = 16bytes
        CountObjectSize countObjectSize = new CountObjectSize();
        String s = ClassLayout.parseInstance(countObjectSize).toPrintable();
        System.out.println(s);
        //非空Object 开启指针压缩:  markword 8bytes + class地址 4bytes + 成员变量 4 + 4 + 4 bytes + 对齐填充 0bytes = 24bytes
        //非空Object 关闭指针压缩:  markword 8bytes + class地址 8bytes + 成员变量 4 + 4 + 8 bytes + 对齐填充 0bytes = 32bytes

        //数组对象在关闭指针压缩的情况下 8byte 开启4byte
        //开启指针压缩，提升jvm运行效率
        long l = GraphLayout.parseInstance(countObjectSize).totalSize();
        System.out.println(l);
    }
}

输出：

1、空对象开启/关闭指针压缩：

空Object 开启指针压缩:  markword 8bytes + class指针 4bytes + 成员变量 0bytes + 对齐填充 4bytes = 16bytes

空Object 关闭指针压缩:  markword 8bytes + class指针 8bytes + 成员变量 0bytes + 对齐填充 0bytes = 16bytes

2、包含数组的对象开启/关闭指针压缩：

开启指针压缩:  markword 8bytes + class指针 4bytes + 成员变量 0bytes + 对齐填充 4bytes = 16bytes

 

 关闭指针压缩: markword 8bytes + class指针 8bytes + 成员变量 0bytes + 对齐填充 0bytes = 16bytes