一個Java物件到底有多大？

編寫Java程式碼的時候，大多數情況下，我們很少關註一個Java物件究竟有多大(佔據多少記憶體)，更多的是關註業務與邏輯。但是殊不知，在我們不經意間，大量的記憶體被無形地浪費了。

一個Java物件到底有多大？

想要精確計算一個Java物件佔用的記憶體，首先要瞭解Java物件的結構表示。

Java物件結構

一個Java物件在Heap的表示，可以分為三部分：

• Object Header
• Class Pointer
• Fields

每個普通Java物件在堆(heap)中都有一個頭資訊(object essay-header)，頭資訊是必不可少的，記錄著物件的狀態。

32位與64位佔用空間不同，在32位中：

1. hash(25)+age(4)+lock(3)=32bit

64位中：

1. unused(25+1)+hash(31)+age(4)+lock(3)=64bit

我們知道，在Java中，一切皆物件；每個類都有一個父類， ClassPointer就是當前物件父類的一個指標，在32位系統中，這個指標為4byte；在64位系統中，如果開啟指標壓縮(-XX:+UseCompressedOops)或者JVM堆的最大值小於32G，這個指標也是4byte，否則是8byte。

關於欄位(Fields)，這裡指的是類的實體欄位；也就是說不包括靜態欄位，因為這個欄位是共享記憶體的，只會存在一份。

下麵以32位系統為例子，計算一下 java.lang.Integer到底佔用多大記憶體：

ObjectHeader和 Pointer都是固定的,4+4=8byte;再看看欄位，只有這一個，表示數值：

1. /**
2.  * The value of the Integer.
3.  *
4.  * @serial
5.  */
6. private final int value;

一個int在java中佔據4byte，所以Integer的大小為4+4+4=12byte。

這個結果對嗎？不對！還有一點沒有說： 在java，物件佔用的heap大小是8位對齊的，上面的12byte沒有對齊，所以需要補位4byte。結果是16byte！

另外，在Java中還有一種特殊的物件， 陣列！沒錯，這個物件有點特殊，它比其他物件多了一個屬性：長度(length)。所以我們計算陣列長度的時候，需要額外加上一個長度的欄位，即一個int的大小。

例如：int[] arr = new int[10];

arr的佔用heap大小為：

4(object essay-header)+4(pointer)+4(length)+4*10(10個int大小)=52byte 由於需要8位對齊，所以最終大小為 56byte。

節約記憶體原則

在瞭解了物件的記憶體使用情況後，我們可以簡單算一筆帳。一個 java.lang.Integer佔用16byte，而一個 int佔用4byte，4:1的比例！也就是說整數的型別別是基本型別記憶體的4倍！由此我們得出第一個節約記憶體的原則：

(1) 儘量使用基本型別，而不是包裝型別。

資料庫建表的時候欄位型別需要仔細推敲，同樣JavaBean中的屬性欄位型別也需要仔細斟酌。不要吝嗇使用short，byte，boolean，如果短型別能放下資料，儘量不要使用更長的型別。一個long比一個int才多4byte，但是你要想，如果記憶體中有100W個long，那就白白浪費了約4MB空間，不要小看這一點點的空間浪費，因為隨便一個跑著線上應用的JVM中，物件都能達到上千萬！記憶體是節省出來的。

(2) 斟酌欄位型別，在滿足容量前提下，儘量用小欄位。

你知道一個ArrayList集合，如果裡面放了10個數字，佔用多少記憶體嗎？讓我們算算：

ArrayList中有兩個欄位：

1. /**
2.  * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
3.  * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer.
4.  */
5. private transient Object[] elementData;
7. /**
8.  * The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
9.  *
10.  * @serial
11.  */
12. private int size;

Object Header佔4byte，Pointer佔4byte，一個int欄位(size)佔4byte，elementData陣列本身佔12(4+4+4)，陣列中10個Integer物件佔10×16。所以整個集合空間大小為4+4+4+12+160=184byte。

如果我們用int[]代替集合呢，12+4×10=52byte，對其後56byte。

集合跟陣列的比例是184:56，超過3:1了！

(3) 如果可能，儘量用陣列，少用集合

陣列中是可以使用基本型別的，但是集合中只能放包裝型別！

如果實在需要使用集合，推薦一個比較節約記憶體的集合工具，fastutil。這裡麵包含了JKD集合中絕大部分的實現，而且比較省記憶體。

小技巧

在上面的三個原則基礎上，提供兩個小技巧。

• 時間用long/int表示，不用Date或者String。
• 短字串如果能窮舉或者轉換成ascii表示，可以用long或者int表示。

註意：小技巧跟具體的場景資料有關係，可以根據實際情況進行激進最佳化節省記憶體。

總結

效能和可讀性向來就有些矛盾，在這裡也是，為了節約記憶體，不得不進行取捨，程式碼醜陋了一些，可讀性差了一些，還好能省下一些記憶體。上面的原則在 確實需要節約記憶體的時候 ，不妨可以試試！

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