1. 支付寶一面:一個(gè) Java 對(duì)象到底有多大?被問(wèn)傻眼了??!

        共 4480字,需瀏覽 9分鐘

         ·

        2023-11-10 17:45

        作者:李小武
        來(lái)源:http://blog.lichengwu.cn/

        編寫(xiě)Java代碼的時(shí)候,大多數(shù)情況下,我們很少關(guān)注一個(gè)Java對(duì)象究竟有多大(占據(jù)多少內(nèi)存),更多的是關(guān)注業(yè)務(wù)與邏輯。但是殊不知,在我們不經(jīng)意間,大量的內(nèi)存被無(wú)形地浪費(fèi)了。

        一個(gè)Java對(duì)象到底有多大?


        想要精確計(jì)算一個(gè)Java對(duì)象占用的內(nèi)存,首先要了解Java對(duì)象的結(jié)構(gòu)表示。

        Java對(duì)象結(jié)構(gòu)


        一個(gè)Java對(duì)象在Heap的表示,可以分為三部分:

        • Object Header
        • Class Pointer
        • Fields

        每個(gè)普通Java對(duì)象在堆(heap)中都有一個(gè)頭信息(object header),頭信息是必不可少的,記錄著對(duì)象的狀態(tài)。
        32位與64位占用空間不同,在32位中:
           
           
        hash(25)+age(4)+lock(3)=32bit

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


        我們知道,在Java中,一切皆對(duì)象;每個(gè)類(lèi)都有一個(gè)父類(lèi),Class Pointer就是當(dāng)前對(duì)象父類(lèi)的一個(gè)指針,在32位系統(tǒng)中,這個(gè)指針為4byte;在64位系統(tǒng)中,如果開(kāi)啟指針壓縮(-XX:+UseCompressedOops)或者JVM堆的最大值小于32G,這個(gè)指針也是4byte,否則是8byte。

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        關(guān)于字段(Fields),這里指的是類(lèi)的實(shí)例字段;也就是說(shuō)不包括靜態(tài)字段,因?yàn)檫@個(gè)字段是共享內(nèi)存的,只會(huì)存在一份。

        下面以32位系統(tǒng)為例子,計(jì)算一下java.lang.Integer到底占用多大內(nèi)存:
        Object Header 和 Pointer 都是固定的,4+4=8byte;再看看字段,只有這一個(gè),表示數(shù)值:
           
           
        /** * The value of the <code>Integer</code>. * * @serial */private final int value;

        一個(gè)int在java中占據(jù)4byte,所以Integer的大小為4+4+4=12byte。

        這個(gè)結(jié)果對(duì)嗎?不對(duì)!還有一點(diǎn)沒(méi)有說(shuō):在java,對(duì)象占用的heap大小是8位對(duì)齊的,上面的12byte沒(méi)有對(duì)齊,所以需要補(bǔ)位4byte。結(jié)果是16byte!

        另外,在Java中還有一種特殊的對(duì)象,數(shù)組!沒(méi)錯(cuò),這個(gè)對(duì)象有點(diǎn)特殊,它比其他對(duì)象多了一個(gè)屬性:長(zhǎng)度(length)。所以我們計(jì)算數(shù)組長(zhǎng)度的時(shí)候,需要額外加上一個(gè)長(zhǎng)度的字段,即一個(gè)int的大小。

        例如:int[] arr = new int[10];

        arr的占用heap大小為:
           
           
        4(object header)+4(pointer)+4(length)+4*10(10個(gè)int大小)=52byte 由于需要8位對(duì)齊,所以最終大小為`56byte`。


        節(jié)約內(nèi)存原則


        在了解了對(duì)象的內(nèi)存使用情況后,我們可以簡(jiǎn)單算一筆帳。一個(gè)java.lang.Integer占用16byte,而一個(gè)int占用4byte,4:1的比例!也就是說(shuō)整數(shù)的類(lèi)類(lèi)型是基本類(lèi)型內(nèi)存的4倍!

        由此我們得出第一個(gè)節(jié)約內(nèi)存的原則:

        1)盡量使用基本類(lèi)型,而不是包裝類(lèi)型。


        數(shù)據(jù)庫(kù)建表的時(shí)候字段類(lèi)型需要仔細(xì)推敲,同樣JavaBean中的屬性字段類(lèi)型也需要仔細(xì)斟酌。不要吝嗇使用short,byte,boolean,如果短類(lèi)型能放下數(shù)據(jù),盡量不要使用更長(zhǎng)的類(lèi)型。

        一個(gè)long比一個(gè)int才多4byte,但是你要想,如果內(nèi)存中有100W個(gè)long,那就白白浪費(fèi)了約4MB空間,不要小看這一點(diǎn)點(diǎn)的空間浪費(fèi),因?yàn)殡S便一個(gè)跑著在線應(yīng)用的JVM中,對(duì)象都能達(dá)到上千萬(wàn)!內(nèi)存是節(jié)省出來(lái)的。

        所以:


        2)斟酌字段類(lèi)型,在滿足容量前提下,盡量用小字段。


        你知道一個(gè)ArrayList集合,如果里面放了10個(gè)數(shù)字,占用多少內(nèi)存嗎?讓我們算算:

        ArrayList中有兩個(gè)字段:
           
           
        /** * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored. * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. */private transient Object[] elementData;
        /** * The size of the ArrayList (the number of elements it contains). * * @serial */private int size;

        Object Header占4byte,Pointer占4byte,一個(gè)int字段(size)占4byte,elementData數(shù)組本身占12(4+4+4),數(shù)組中10個(gè)Integer對(duì)象占10×16。所以整個(gè)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(duì)其后56byte。

        集合跟數(shù)組的比例是184:56,超過(guò)3:1了!

        所以我們的第三個(gè)建議是:


        3)如果可能,盡量用數(shù)組,少用集合。


           
           
        數(shù)組中是可以使用基本類(lèi)型的,但是集合中只能放包裝類(lèi)型!

        如果實(shí)在需要使用集合,推薦一個(gè)比較節(jié)約內(nèi)存的集合工具,fastutil。這里面包含了JKD集合中絕大部分的實(shí)現(xiàn),而且比較省內(nèi)存。


        4)小技巧


        在上面的三個(gè)原則基礎(chǔ)上,提供兩個(gè)小技巧。
        • 時(shí)間用long/int表示,不用Date或者String。
        • 短字符串如果能窮舉或者轉(zhuǎn)換成ascii表示,可以用long或者int表示。

        小技巧跟具體的場(chǎng)景是數(shù)據(jù)有關(guān)系,可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行激進(jìn)優(yōu)化節(jié)省內(nèi)存。

        總結(jié)


        性能和可讀性向來(lái)就有些矛盾,在這里也是,為了節(jié)約內(nèi)存,不得不進(jìn)行取舍,代碼丑陋了一些,可讀性差了一些,還好能省下一些內(nèi)存。

        上面的原則在確實(shí)需要節(jié)約內(nèi)存的時(shí)候,不妨可以試試!
                   
                   
                       
                       
                          
                          




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