一种Java中对象实例占用堆空间衡量方法

时间 2019-11-12

标签一种 java 对象实例占用空间衡量方法栏目 Java 繁體版

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本文的方法是利用java.lang.Instrumentation的工具类来实现的，以前看过一篇红薯的文章介绍了这方面的内容就跟着作了下，并总结出一套比较靠谱的推算方式。红薯的文章由于是当时看的没有记录，暂时没有找到了，同时本文参考了一篇18摸的文章连接以下：<a href="http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jse61/ ">Java SE 6 新特性: Instrumentation 新功能</a> 前置条件: 1，本方法只在JDK6上验证过，Instrumentation接口是在JDK1.5引入的，因此1.5可能可行，1.5之前的版本就不可行了。 2，本位验证环境为32系统，64位系统不涉及。 3，本文须要经过打包为jar文件来实现，对jar的存在以下要求： 3.1 jar文件中须要有一个类实现了public static void premain(java.lang.String args, java.lang.instrument.Instrumentation instantce)方法，这个方法是用来传入Instrumentation接口的实现，由于这个接口的实现是native code的，在jdk中自己并无固定实现，我的猜测是不一样jvm各自实现的。 3.2 须要编辑jar文件的MANIFEAST.MF文件，添加属性Premain-Class，这个属性对应的值也就是3.1中实现对应方法的类全路径。 3.3 打包后在命令行里执行同时须要提供javaagent参数。运行命令以下java -javaagent:[jar路径] [包含main函数的类]。以个人实现为例： <blockquote>  java -javaagent:test.jar com.willard.instrumentation.object.size.ObjectMeasure </blockquote> 我用于获取Instrumetation的类实现(做为一个Util类用)： <blockquote> public class InstrumentationUtil {    private static Instrumentation instance;    public static void premain(java.lang.String args, java.lang.instrument.Instrumentation instantce)    {       InstrumentationUtil.instance = instantce;    }    public static void permain(String args)    {    }    public static Instrumentation getInstance()    {       return instance;    } } </blockquote> jar中MANIFEAST.MF文件内容以下： ` <blockquote> Manifest-Version: 1.0` `Premain-Class: com.willard.instrumentation.InstrumentationUtil` </blockquote> 一些用来计算的规则： 1，一个Object对象占用8个字节（Byte），这个是固定的——读到并验证了，至于出处确实不详。 2，一个对象的大小必须是8的倍数，不足8的倍数时会入到8的倍数上。这个一样是验证了可参考下面的论述。 3，一个引用reference占用的是4个字节（Byte）。这个是推算出来的，代码以下： <blockquote>   private static void mesureReference() </blockquote> <blockquote> { </blockquote> <blockquote> Object obj1 = new RefA(); Object obj2 = new RefB(); Object obj3 = new RefC(); simpleMeasure("A Object with one reference is : ", obj1); simpleMeasure("A Object with two reference is : ", obj2); simpleMeasure("A Object with three reference is : ", obj3); } </blockquote> <blockquote> private static class RefA {    private Object obj1; } private static class RefB {    private Object obj1;    private Object obj2; } private static class RefC {    private Object obj1;    private Object obj2;    private Object obj3; } } </blockquote> 这里打印出来的结果以下： A Object with one reference is : 16 A Object with two reference is : 16 A Object with three reference is : 24 结合一、2条规则能够推出，首先除了基本对象任何对象都是Object（8 Byte），一个类包含一个和两个引用时都是16 Byte说明一个reference小于8 Byte，同时验证了第二条。当一个类包含三个引用时变成了24，由此得出一个reference占用4Byte。 4，基本变量所占用的对空间统计以下： 统计方法比较笨，是声明一组class，这组class分别包括1~8个同类型的变量，类型就是下表一次列出的，而后查看在变量数递增是这个class的实例体积变化。 起初想直接尝试测量一个int等类型对象的大小，结果返回的都是16.缘由应该是java的自动封装特性，由于Instrumentation.getObjectSize(Object obj)接受的是Object类型的参数，因此java自动转换类型为封装类型如Integer。经过查看下面类型的封装类能够发现都是同样的——继承自Object，拥有一个私有变量value，由此也就解释了为何。 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="2" width="400"><tbody> <tr> <td valign="top" width="199">boolean</td> <td valign="top" width="199">1</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">short</td> <td valign="top" width="199">2</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">char</td> <td valign="top" width="199">2</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">char_zh</td> <td valign="top" width="199">2</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">int</td> <td valign="top" width="199">4</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">float</td> <td valign="top" width="199">4</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">long</td> <td valign="top" width="199">8</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">double</td> <td valign="top" width="199">8</td> </tr> </tbody></table> 5，String对象的计算，String显示的值是24。经过String的类定义能够看出来（下图），一个char[]和3个int对象。在java中除了基本类型一切都是对象，因此char[]自己也是对象那么就是个引用所以String大小计算：Object(8) + char[](4) + int*3(12) = 24。所以在计算String大小的时候就应该是24+char[]实际的占用量。 <a href="http://static.oschina.net/uploads/img/201304/06005853_fZh3.png"><img style="border-right-width: 0px; display: inline; border-top-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px" title="String" border="0" alt="String" src="http://static.oschina.net/uploads/img/201304/06005854_ayx0.png" width="543" height="206" /></a> 6，char[]的计算使用了下面一段代码做为实验，首先Java中一切皆对象，因此推测数组=Object(8) + length(<int>4) + charLength*2。运行和和猜测结果一致。 <blockquote> private static void basicType()     {         //object 8 + length 4 + 2         char[] buffer1 = new char[1];//16         char[] buffer2 = new char[2];//16         char[] buffer3 = new char[3];//24         char[] buffer4 = new char[4];//24         char[] buffer5 = new char[5];//24         char[] buffer6 = new char[6];//24         char[] buffer7 = new char[7];//32         simpleMeasure("A 1 size char buffer value is : ", buffer1);         simpleMeasure("A 2 size char buffer value is : ", buffer2);         simpleMeasure("A 3 size char buffer value is : ", buffer3);         simpleMeasure("A 4 size char buffer value is : ", buffer4);         simpleMeasure("A 5 size char buffer value is : ", buffer5);         simpleMeasure("A 6 size char buffer value is : ", buffer6);         simpleMeasure("A 7 size char buffer value is : ", buffer7);     } </blockquote> 最后总结一下 <ul> <li>一个Java对象首先是一个Object，所以8个字节已占据。</li> <li>基本类型的变量（field）占用空间能够从表中查出，这些类型是传值的没有引用的开销。</li> <li>非基本类型的变量除了变量自己占用还要计算至少一个引用的开销，若是Java对象中多个引用指向一个对象就要计算屡次引用。</li> <li>数组也是对象，包括Object的8个字节+length变量的四个字节，以及根据数组类型计算的内存占用，若是是非基本类型的数组还要计算引用的开销length * 4（已验证，略过）。</li> <li>一个复杂的Java对象的空间占用是递归计算的，即对象类型自己->父类->祖先类->Object[end]。</li> </ul>java