Java对象内存布局

1 场景

此文主要分析：

在java中new Object()占用多少字节？在内存中的布局是怎么的？

基于版本：jdk1.8

2 内存布局图

jdk8中，Java对象的内存布局如下图：

image.png

其中需注意：

（1）数组对象中才有数组长度这一块内存区

（2）所有的对象大小，必须是8字节的整数倍。因此有个内存补齐Padding区，当Java对象的内存不够8字节的整数倍，此Padding区进行补齐。

3 代码验证

验证环境：
64位操作系统+JDK1.8

3.1 maven依赖

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.14</version>
</dependency>

3.2 代码示例

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;

public class ObjectContext {
    public static void main(String[] args) {
        Object o = new Object();
        ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(o);
        System.out.println(layout.toPrintable());
    }
}

3.3 输出内容

java.lang.Object object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)
     12     4        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

3.4 分析

输出日志中显示：Instance size: 16 bytes，即new Object()占用16个字节。
其中，输出
loss due to the next object alignment
和
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
表示内存补齐Padding，占用4个字节

其中：

类型	字节
对象头MarkWord	8
类型指针	4
对象内容	0
内存补齐Padding	4

3.5 补充

启动jvm参数中，禁用指针压缩，加上如下参数：

-XX:-UseCompressedOops

再次执行刚出的java代码，输出日志如下：

java.lang.Object object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           00 1c 7f 1c (00000000 00011100 01111111 00011100) (478092288)
     12     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

虽然结果也是16个字节，但是根据：
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
内存补齐Padding，占用0个字节。
即占用分布如下：

类型	字节
对象头MarkWord	8
类型指针	8
对象内容	0
内存补齐Padding	0

4 问题解答

4.1 new空对象占用多少字节

new Object()占用多少内存字节？

当前操作系统基本都是64位，这里参照《2 内存布局图》，来分析64位操作系统中需要多少字节。

操作系统	对象类型	指针压缩	明细	总字节数
64位	普通对象	开启	MarkWord：8字节 类型指针：4字节 对象内容：0字节 内存补齐：4字节	16字节
64位	普通对象	关闭	MarkWord：8字节 类型指针：8字节 对象内容：0字节 内存补齐：0字节	16字节
64位	数组对象	开启	MarkWord：8字节 类型指针：4字节 数组长度：4字节 对象内容：0字节 内存补齐：0字节	16字节
64位	数组对象	关闭	MarkWord：8字节 类型指针：8字节 数组长度：4字节 对象内容：0字节 内存补齐：4字节	24字节

4.2 Java对象在内存中的布局

见《2 内存布局图》