你创建的对象真正占了多少内存？

你创建的对象真正占了多少内存？作为程序员基本每天都在new
对象，那么new出来的对象真正占用了多少内存呢？你new出来的对象会不会导致OOM呢？不知道大家关注过没。

上周写代码的时候遇到如下一个逻辑：一个10000 size的list，再创建一个list，把数据都写进来，新的list占多少内存？

这个东西分析起来还是挺麻烦的，让我们一步步来。

首先我们要分析都先创建了那些对象？
List<String> list = Lists.newArrayListWithCapacity(10000);

我们通过上段代码创建了新List，并执行了数据处理，可以看出来主要是创建了10000容量的ArrayList。我们都知道ArrayList中存储的都是对象的引用，所以这部分操作增加的内存就是这个新的ArrayList需要分配的内存。

再看下ArrayList的源码会发下主要就下面两个私有字段，以及AbstractList中的modCount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. Any * empty
ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA * will be
expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.*/ transient
Object[] elementData;// non-private to simplify nested class access /** * The
size of the ArrayList (the number of elements it contains). * *@serial */
private int size; protected transient int modCount = 0;

也就是说ArrayList需要分配实例数据就是size跟elementData大小，由于elementData是数组，所以对ArrayList来说也只需要分配其引用即可。最核心的内存占用就是Objecgt[]
elementData这个数组了，在初始化ArrayList时候如果指定其容量会执行如下代码，其实就直接初始化了一个相应大小的数组。
public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) { this
.elementData =new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { throw new
IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } }
接着我们来分析如何计算一个对象的内存占用大小。

在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

对象头

HotSpot虚拟机的对象头包括三部分信息：

*

第一部分markword,用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为32bit和64bit，官方称它为“MarkWord”。

*
对象头的另外一部分是klass,类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例.

* 数组类型长度
  _mark _kclass array length
32bit 4 4 4
64bit 8 8 4
64bit+comp 8 4 4
实例数据

实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的，都需要记录起来。

jvm会根据如下顺序进行字段排序，为了是节省padding次数

* doubles (8) and longs (8)
* ints (4) and floats (4)
* shorts (2) and chars (2)
* booleans (1) and bytes (1)
* references (4/8(64bit未开启压缩))
* repeat for sub-class fields

可以看出来相同宽度的总是被分配在一起，在满足这个前提条件下，父类定义的变量会出现在子类之前，但如果开启了CompactFields参数，子类中较窄的变量也可能会查到父类变量空隙中。

对齐填充

第三部分对齐填充并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpot
VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说，就是对象的大小必须是8字节的整数倍。当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。

 

了解了这些信息以后我们就可以进行上面对象的计算了，我们是在64bit下并开启了指针压缩情况下进行计算。

首先计算10000长度的数组大小

head data padding total
8+4+4 4*10000 0 40016
再计算下ArrayList对象的大小

head data padding total
8+4+0 4+4+4 0 24
那总的内存占用也就是24+40016=40040

 

那么有没有简单的工具，我输入给他一个对象他就帮我计算出内存大小呢？有的，主要有两种方式一种是使用Instrumentation，
但是用起来还挺麻烦，有兴趣的同学可以自己研究下，这里主要介绍下jol的使用，jol是openjdk的一个工具包可以用来方便的计算对象或者类的内存占用大小，也提供maven
GAV,可以自行去搜索引用。

那么下面使用下jol来验证下我们的计算结果。

执行如下代码：
　　　　　List<String> list = Lists.newArrayListWithCapacity(10000);
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(list).toPrintable()); Field field=
ArrayList.class.getDeclaredField("elementData"); field.setAccessible(true);
Object array= field.get(list);
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(array).toPrintable());
输出结果如下：
java.util.ArrayList 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) 22 2f 00 f8 (00100010 00101111 00000000 11111000) (-134205662)
12 4int AbstractList.modCount 0 16 4 int ArrayList.size 0 20 4
java.lang.Object[] ArrayList.elementData [null, null, .....] Instance size: 24
bytes Space losses:0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
[Ljava.lang.Object; object internals: OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE0 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) f5 22 00 f8 (11110101 00100010 00000000 11111000) (-134208779)
12 4 (object header) 10 27 00 00 (00010000 00100111 00000000 00000000) (10000)
16 40000 java.lang.Object Object;.<elements> N/A Instance size: 40016 bytes
Space losses:0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
跟我们之前的计算的结果一致，如果不开启指针压缩，-XX:-UseCompressedOops那么结果如下：
java.util.ArrayList 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) 50 a5 8e 21 (01010000 10100101 10001110 00100001) (562996560)
12 4 (object header) 02 00 00 00 (00000010 00000000 00000000 00000000) (2) 16 4
int AbstractList.modCount 0 20 4 (alignment/padding gap) 24 4 int
ArrayList.size 0 28 4 (alignment/padding gap) 32 8 java.lang.Object[]
ArrayList.elementData [null, null, ......] Instance size: 40 bytes Space losses:
8 bytes internal + 0 bytes external = 8 bytes total [Ljava.lang.Object; object
internals: OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE0 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) f0 d1 8b 21
(11110000 11010001 10001011 00100001) (562811376) 12 4 (object header) 02 00 00
00 (00000010 00000000 00000000 00000000) (2) 16 4 (object header) 10 27 00 00
(00010000 00100111 00000000 00000000) (10000) 20 4 (alignment/padding gap) 24
80000 java.lang.Object Object;.<elements> N/A Instance size: 80024 bytes Space
losses:4 bytes internal + 0 bytes external = 4 bytes total
那么你学会了如何计算一个对象的占用内存大小了吗？

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