Object o=new object()在中占用多少字节？

古城微笑少年丶 2023-03-06 03:49 151阅读 0赞

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![å°å§å§é—®ï¼šObject obj=new Object()ç©¶ç«Ÿå å¤šå°‘å—èŠ‚å•Šï¼Ÿ][Object obj_new Object_]

![å°å§å§é—®ï¼šObject obj=new Object()ç©¶ç«Ÿå å¤šå°‘å—èŠ‚å•Šï¼Ÿ][Object obj_new Object_ 1]

**Klass Word** 这里其实是虚拟机设计的一个oop-klass model模型，这里的OOP是指Ordinary Object Pointer（普通对象指针），看起来像个指针实际上是藏在指针里的对象。而 klass 则包含 元数据和方法信息，用来描述 Java 类。它在64位虚拟机开启压缩指针的环境下占用 32bits 空间。

**Mark Word** 是我们分析的重点，这里也会设计到锁的相关知识。Mark Word 在64位虚拟机环境下占用 64bits 空间。整个Mark Word的分配有几种情况：

1.  未锁定（Normal）： 哈希码（identity\_hashcode）占用31bits，分代年龄（age）占用4 bits，偏向模式（biased\_lock）占用1 bits，锁标记（lock）占用2 bits，剩余26bits 未使用(也就是全为0)
2.  可偏向（Biased）： 线程id 占54bits，epoch 占2 bits，分代年龄（age）占用4 bits，偏向模式（biased\_lock）占用1 bits，锁标记（lock）占用2 bits，剩余 1bit 未使用。
3.  轻量锁定（Lightweight Locked）： 锁指针占用62bits，锁标记（lock）占用2 bits。
4.  重量级锁定（Heavyweight Locked）：锁指针占用62bits，锁标记（lock）占用2 bits。
5.  GC 标记：标记位占2bits，其余为空（也就是填充0）  
    以上就是我们对Java对象头内存模型的解析，只要是Java对象，那么就肯定会包括对象头，也就是说这部分内存占用是避免不了的。所以，在笔者64位虚拟机，Jdk1.8（开启了指针压缩）的环境下，任何一个对象，啥也不做，只要声明一个类，那么它的内存占用就至少是96bits，也就是至少12字节。

**内存对齐**：4个字节，保证可以被8整除。内存对齐  
想要知道为什么虚拟机要填充4个字节，我们需要了解什么是内存对齐？

我们程序员看内存是这样的：

![å°å§å§é—®ï¼šObject obj=new Object()ç©¶ç«Ÿå å¤šå°‘å—èŠ‚å•Šï¼Ÿ][Object obj_new Object_ 2]

上图表示一个坑一个萝卜的内存读取方式。但实际上 CPU 并不会以一个一个字节去读取和写入内存。相反 CPU 读取内存是一块一块读取的，块的大小可以为 2、4、6、8、16 字节等大小。块大小我们称其为内存访问粒度。如下图：

![å°å§å§é—®ï¼šObject obj=new Object()ç©¶ç«Ÿå å¤šå°‘å—èŠ‚å•Šï¼Ÿ][Object obj_new Object_ 3]

假设一个32位平台的 CPU，那它就会以4字节为粒度去读取内存块。那为什么需要内存对齐呢？主要有两个原因：

平台（移植性）原因：不是所有的硬件平台都能够访问任意地址上的任意数据。例如：特定的硬件平台只允许在特定地址获取特定类型的数据，否则会导致异常情况。  
性能原因：若访问未对齐的内存，将会导致 CPU 进行两次内存访问，并且要花费额外的时钟周期来处理对齐及运算。而本身就对齐的内存仅需要一次访问就可以完成读取动作。  
我用图例来说明 CPU 访问非内存对齐的过程：

![å°å§å§é—®ï¼šObject obj=new Object()ç©¶ç«Ÿå å¤šå°‘å—èŠ‚å•Šï¼Ÿ][Object obj_new Object_ 4]

在上图中，假设CPU 是一次读取4字节，在这个连续的8字节的内存空间中，如果我的数据没有对齐，存储的内存块在地址1，2，3，4中，那CPU的读取就会需要进行两次读取，另外还有额外的计算操作：

1.  CPU 首次读取未对齐地址的第一个内存块，读取 0-3 字节。并移除不需要的字节 0。
2.  CPU 再次读取未对齐地址的第二个内存块，读取 4-7 字节。并移除不需要的字节 5、6、7 字节。
3.  合并 1-4 字节的数据。
4.  合并后放入寄存器。

所以，没有进行内存对齐就会导致CPU进行额外的读取操作，并且需要额外的计算。如果做了内存对齐，CPU可以直接从地址0开始读取，一次就读取到想要的数据，不需要进行额外读取操作和运算操作，节省了运行时间。我们用了空间换时间，这就是为什么我们需要内存对齐。

回到Java空对象填充了4个字节的问题，因为原字节头是12字节，64位机器下，内存对齐的话还需要填充4个字节就是128位，也就是**16字节**。

**数组：最小是24个字节 8+4+4+4+8**

**非空对象占用内存计算**：TestNotNull的类占用空间是24字节，其中头部占用12字节，变量a是int类型，占用4字节,变量nullObject是引用，占用了4字节，最后填充了4个字节，总共是24个字节，与我们之前的预测一致。但是，因为我们实例化了NullObject,这个对象一会存在于内存中，所以我们还需要加上这个对象的内存占用16字节，那总共就是24bytes+16bytes=40bytes。我们图中最后的统计打印结果也是40字节，所以我们的分析正确。

[Object obj_new Object_]: /images/20230208/e1ae74fc052449b89dc1262d99950d03.png
[Object obj_new Object_ 1]: /images/20230208/64e6ab8991a943188caf7107d933d3da.png
[Object obj_new Object_ 2]: /images/20230208/0edba3e67bd343dcb2260138d79d8e60.png
[Object obj_new Object_ 3]: /images/20230208/c7d07341c29a46ec8f64dc4edf490530.png
[Object obj_new Object_ 4]: /images/20230208/69bb9a20af25408abb58f8ed16f45eba.png