每日一面 - JVM 类型字压缩指针与 JVM 最大内存有何关系？

柔情只为你懂 2023-01-06 05:59 31阅读 0赞

压缩指针这个属性默认是打开的，可以通过`-XX:-UseCompressedOops`关闭。

首先说一下为何需要压缩指针呢？32 位的存储，可以描述多大的内存呢？假设每一个1代表1字节，那么可以描述 0~2^32-1 这 2^32 字节也就是 4 GB 的内存。

![image][]

但是呢，**Java 默认是 8 字节对齐的内存**，也就是一个对象占用的空间，必须是 8 字节的整数倍，不足的话会填充到 8 字节的整数倍。也就是其实描述内存的时候，不用从 0 开始描述到 8（就是根本不需要定位到之间的1，2，3，4，5，6，7）因为对象起止肯定都是 8 的整数倍。所以，2^32 字节如果一个1代表8字节的话，那么最多可以描述 2^32 \* 8 字节也就是 32 GB 的内存。

![image][image 1]

这就是压缩指针的原理。如果**配置最大堆内存超过 32 GB（当 JVM 是 8 字节对齐），那么压缩指针会失效**。 但是，这个 32 GB 是和字节对齐大小相关的，**也就是`-XX:ObjectAlignmentInBytes`配置的大小(默认为8字节，也就是 Java 默认是 8 字节对齐)**。`-XX:ObjectAlignmentInBytes`可以设置为 8 的整数倍，最大 128。也就是如果配置`-XX:ObjectAlignmentInBytes`为 24，那么配置最大堆内存超过 96 GB 压缩指针才会失效。

编写程序测试下：

A a = new A();
    System.out.println("------After Initialization------\n" + ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());

首先，以启动参数：`-XX:ObjectAlignmentInBytes=8 -Xmx16g`执行：

------After Initialization------
    com.hashjang.jdk.TestObjectAlign$A object internals:
     OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
          0     4        (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
          4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
          8     4        (object header)                           48 72 06 00 (01001000 01110010 00000110 00000000) (422472)
         12     4        (alignment/padding gap)                  
         16     8   long A.d                                       0
    Instance size: 24 bytes
    Space losses: 4 bytes internal + 0 bytes external = 4 bytes total

可以看到类型字大小为 4 字节`48 72 06 00 (01001000 01110010 00000110 00000000) (422472)`，压缩指针生效。

首先，以启动参数：`-XX:ObjectAlignmentInBytes=8 -Xmx32g`执行：

------After Initialization------
    com.hashjang.jdk.TestObjectAlign$A object internals:
     OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
          0     4        (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
          4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
          8     4        (object header)                           a0 5b c6 00 (10100000 01011011 11000110 00000000) (12999584)
         12     4        (object header)                           b4 02 00 00 (10110100 00000010 00000000 00000000) (692)
         16     8   long A.d                                       0
    Instance size: 24 bytes
    Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

可以看到类型字大小为 8 字节，压缩指针失效:

a0 5b c6 00 (10100000 01011011 11000110 00000000) (12999584)
    b4 02 00 00 (10110100 00000010 00000000 00000000) (692)

修改对齐大小为 16 字节，也就是以`-XX:ObjectAlignmentInBytes=16 -Xmx32g`执行：

------After Initialization------
    com.hashjang.jdk.TestObjectAlign$A object internals:
     OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
          0     4        (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
          4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
          8     4        (object header)                           48 72 06 00 (01001000 01110010 00000110 00000000) (422472)
         12     4        (alignment/padding gap)                  
         16     8   long A.d                                       0
         24     8        (loss due to the next object alignment)
    Instance size: 32 bytes
    Space losses: 4 bytes internal + 8 bytes external = 12 bytes total

可以看到类型字大小为 4 字节`48 72 06 00 (01001000 01110010 00000110 00000000) (422472)`，压缩指针生效。

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