关于字节对齐以及内存占用

参考博文： http://www.javamex.com/tutorials/memory/object_memory_usage.shtml

本文主要考虑正常状况下一个对象在堆上的内存占用状况：对于下面的特殊状况不做讨论

一、某些状况下，JVM可能不会把对象存储在堆上：好比小的线程私有对象原则上会所有存储在栈或寄存器上，严格意义上说并不存在于java堆上

二、对象的内存占用可能依赖于它当前的状态，好比说它的同步锁是否处于竞争状态、是否正处于垃圾回收阶段（这些额外的“系统”数据不必定存储在java堆上）

在HotSpot虚拟机上，一个java对象的内存占用通常包括以下几部分：

一、一个对象头部信息（包括几字节的基本元信息）

二、原始类型字段的内存占用

三、引用字段的内存占用

四、对齐字节（padding）:为了让每一个对象的开始地址是字节的整数倍，减小对象指针占用的比特数，对象数据后面会添加一些“无用”的数据（字节），以实现对齐，即保证最终的字节大小是8的倍数

HotSpot虚拟机的对象头包含两部分信息：一、用于存储对象自身的运行时数据，这部分数据在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为32bit和64bit。

二、类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机经过这个指针来肯定这个对象是哪一个类的实例。注：若是java对象是一个数组，还必须包含用于记录数组长度的数据，由于java虚拟机能够从普通java对象的元数据信息肯定对象的大小，可是从数组的元数据中却没法肯定数组的大小。

下图描述了32bit下对象头的存储状态：

实例数据部分是对象真正存储的有效信息：也即程序代码定义的各类类型的字段内容。

这部分的存储顺序会受到虚拟机的的分配策略参数和字段在java源码中定义的顺序的影响。

java元数据类型占用字节列表：

可能会认为boolean会占用一比特或者占用一个字节的第八位，可是HotSpot虚拟机会为每一个Boolean字段分配一个字节的空间。

在HotSpot中，每一个对象占用的内存大小是 8 字节的倍数。若是对象所需的内存大小（包括头信息和字段）不是 8 的倍数，则会向上取整到 8 的倍数。

也就是说：

一、一个空对象占用8字节

二、只有一个 boolean 字段的类实例占 16 字节：头信息占 8 字节，boolean 占 1 字节，为了对齐达到 8 的倍数会额外占用 7 个字节

三、包含 8 个 boolean 字段的实例也会占用 16 字节：头信息占用 8 字节，boolean 占用 8 字节；由于已是 8 的倍数，不须要补充额外的数据来对齐

四、一个包含 2 个 long 字段、3 个 int 字段、1 个 boolean 字段的对象将占用:

• 头信息占 8 字节;
• 2 个 long 字段占 16 字节（每一个 long 字段占用 8 字节）;
• 3 个 int 字段占 12 字节（每一个 int 字段占用 4 字节）;
• 1 个 boolean 字段占 1 个字节；
• 为了对齐额外多 3 个字节（上面加起来是 37 字节，为知足对齐 8 的倍数 40）

 关于二维数组占用字节数计算：注意数组有一个不一样的地方在于，它自己会有一个记录数组长度的int类型，占用4字节，自己又是一个对象，会占用8字节

For example, let's consider a 10x10 int array. Firstly, the "outer" array has its 12-byte object header followed by space for the 10 elements. Those elements are object references to the 10 arrays making up the rows. That comes to 12+4*10=52 bytes, which must then be rounded up to the next multiple of 8, giving 56. Then, each of the 10 rows has its own 12-byte object header, 4*10=40 bytes for the actual row of ints, and again, 4 bytes of padding to bring the total for that row to a multiple of 8. So in total, that gives 11*56=616 bytes. That's a bit bigger than if you'd just counted on 10*10*4=400 bytes for the hundred "raw" ints themselves.

关于java内存占用更为详细的描述能够参考廖祜秋大神的博客：http://www.liaohuqiu.net/cn/posts/caculate-object-size-in-java/

廖神的博文中已经指出对于HotSpot，在32位的JVM中，一个对象引用占用4字节，而在64位的JVM中，一个对象引用占用8字节（在开启指针压缩的话占用4字节），而在Dalvik中则是始终占用4字节。

针对Dalvik，元数据类型的大小分别在做为对象域或变量，以及数组的一个元素时是不一样的

在Dalvik中对象对齐边界也是8字节，可是一个对象的内存占用和HotSpot是不一样的：

会有一个额外的dlmalloc空间占用，4或8字节

因此一个空对象会占用16字节（12字节的内存占用以及4字节的对齐）

示例演示：

class EmptyClass { } 

Total size: 8 (Object overhead) + 4 (dlmalloc) = 12 bytes. For 8 bytes alignment, the final total size is 16 bytes.

class Integer { int value; // 4 bytes } 

The total size is: 8 + 4 + 4 (int) = 16 bytes.

static class HashMapEntry<K, V> { final K key; // 4 bytes final int hash; // 4 bytes V value; // 4 bytes HashMapEntry<K, V> next; // 4 bytes } 

The total size: 8 + 4 + 4 * 4 = 28 bytes. Total aligned is 32 bytes.

 详细描述参考廖神博文：http://www.liaohuqiu.net/posts/android-object-size-dalvik/