引言
hello，大家好，我是小面！今天有个小伙伴私信我说怎么能亲眼看见java对象占用的大小呢？那小面就这个问题做一个简单的实验来，基于64位操作系统来看看对象的大小。
在开始实验之前，也有一些老生常谈的知识需要铺垫一下。
查看虚拟机配置
通过-xx参数 PrintCommandLineFlags查看
那么我们看到了一堆输出参数，参数前面带有-XX，-XX是指什么呢？
这个是JVM为我们提供了三种参数方式（标准选项、X选项、XX选项）
标准选项
这类选项功能是非常稳定的，在后续jdk版本中也不太会发生变化。
在cmd终端运行java、 java -help 就可以看到所有的标准选项。
所有的标准选项都是以 - 开头，例如-version，-server等。
X选项
这类选项功能还是很稳定，后续版本中可能会改变，也有可能不再提供了。
运行 java -X 命令可以看到所有的X选项。
这类选项都是以 -X 开头，比如 -Xmx -Xms -Xmn -Xss。
XX选项
这类选项是属于实验性，主要是给JVM开发者用于开发和调试JVM的，后续的版本中有可能会变化。
如果是布尔类型的选项，它的格式为-XX:+flag或者-XX:-flag，分别表示开启和关闭该选项。
针对非布尔类型的选项，它的格式为-XX:flag=value
例如：
-XX:InitialHeapSize=132558400 #JVM初始堆内存 -XX:MaxHeapSize=2120934400 #JVM最大堆内存 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC
其中有一项是UseCompressedClassPointers，这个叫开启指针压缩
在HotSpot 虚拟机中，对象在内存中布局分为三块区域，对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding），普通对象和数组对象又稍有差别，我们一起来看一看。
普通对象
- 对象头：markword 8个字节
- ClassPointer指针：-XX:+UseCompressedClassPointers 大小为4字节 -XX:-UseCompressedClassPointers不开启为8字节。表示是否启用类指针压缩，因为对于任何一个jvm中的对象而言，其内部都有一个指向自己对应类(属于哪个class)的指针(Java习惯叫引用)，在64位的Java虚拟机中，默认是启动压缩的
- 实例数据 引用类型：-XX:+UseCompressedOops 大小为4字节 -XX:-UseCompressedOops不开启为8字节 表示是否使用普通对象指针压缩，Oops是Ordinary object pointers的缩写，就是任何指向一个在堆中的对象(非简单类型)的指针，默认也是启动压缩的
- Padding对齐，8的倍数（加上这个对齐的字节就是整个对象的大小，大小是8的倍数）
数组对象
- 对象头：markword 8个字节
- ClassPointer指针同上
- 数组长度：4字节
- 数组数据
- 对齐 8的倍数（加上这个对齐的字节就是整个对象的大小，大小是8的倍数）
可以看见，数组对象比普通对象多了一个数组长度对象，另外普通对象和数组对象都是有对象头的，我们来看下对象头。
对象头
对象头主要包括Mark Word，对象指针，数组长度
Mark Word
Mark Word占用8字节空间，其主要用于锁升级。 无锁：Mark Word保存对象HashCode，锁标志位是01，是否偏向锁为0。 偏向锁:请求进来先检查是否包括线程id，没有的话保存线程id，修改是否偏向锁标识。如果包括线程id，则判断线程id是否是本线程id，是的话继续向下执行，不是的则进行抢锁操作，抢锁成功更改线程id，失败则升级为轻量级锁。 轻量级锁：偏向锁抢夺失败后升级为轻量级锁，jvm通过cas操作在当前线程的线程栈中开辟一块单独的空间保存指向对象锁Mark Word的指针，并且在对象锁Mark Word中保存指向这片空间的指针，如果保存成功，则表示当前线程抢到锁，继续执行。保存失败则表示抢锁失败。 轻量级锁抢锁失败JVM使用自旋锁不断重试抢锁避免线程阻塞，当达到一定次数后（jdk1.7后JVM控制自旋次数），升级为重量级锁。 -XX:-UseSpinning 控制是否开启自旋锁，默认开启 重量级锁： 自旋锁自旋一定次数还没获得锁则升级为重量级锁，此时只有获取到锁的线程能执行，其余线程阻塞。
对于对象有了一个初步的认识后，小面将通过一个小实验来观测对象的大小，让大家有一个实质性的感受。
实验（观察对象的大小）
- 新建项目（以IDEA为例）ObjectSize （1.8）一个单独的项目
- 创建文件ObjectSizeAgent
import java.lang.instrument.Instrumentation; public class ObjectSizeAgent { private static Instrumentation inst; public static void premain(String agentArgs, Instrumentation _inst) { inst = _inst; } public static long sizeOf(Object o) { return inst.getObjectSize(o); } }
- src目录下创建META-INF/MANIFEST.MF
Manifest-Version: 1.0 Created-By: lnf.com Premain-Class: com.lnf.ObjectSizeAgent
注意Premain-Class这行必须是新的一行（回车 + 换行），确认idea不能有任何错误提示 pom打包设置：
<build> <plugins> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId> <version>3.1.0</version> <configuration> <archive> <manifestEntries> <Premain-Class>com.lnf.ObjectSizeAgent</Premain-Class> <Agent-Class>com.lnf.ObjectSizeAgent</Agent-Class> <Can-Redefine-Classes>true</Can-Redefine-Classes> <Can-Retransform-Classes>true</Can-Retransform-Classes> </manifestEntries> </archive> </configuration> </plugin> </plugins> </build>
image.png
- 打包jar文件
- 创建测量类：
import com.lnf.jvm.agent.ObjectSizeAgent; public class T03_SizeOfAnObject { public static void main(String[] args) { System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new Object())); System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new int[] {})); System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new P())); } private static class P { //8 _markword //4 _oop指针 int id; //4 String name; //4 int age; //4 byte b1; //1 byte b2; //1 Object o; //4 byte b3; //1 } }
- 在需要使用该Agent Jar的项目中引入该Jar包 project structure - project settings - library 添加该jar包
7. 运行时需要该Agent Jar的类，加入参数：
-javaagent:E:\java\test\ObjectSize\target\ObjectSize-1.0-SNAPSHOT.jar
不开启压缩指针，减号就表示不开启
-javaagent:E:\java\test\ObjectSize\target\ObjectSize-1.0-SNAPSHOT.jar -XX:-UseCompressedClassPointers
指定把哪个jar文件当成我这次运行的虚拟机
- 运行测量类：
import com.lnf.jvm.agent.ObjectSizeAgent; public class T03_SizeOfAnObject { public static void main(String[] args) { System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new Object())); System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new int[] {})); System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new P())); } private static class P { //8 _markword //4 _oop指针 int id; //4 String name; //4 int age; //4 byte b1; //1 byte b2; //1 Object o; //4 byte b3; //1 } }
new Object(）的长度16 = 对象头8+指针（不开启指针压缩长度是8）4 + padding 4
new int[] 的长度 = 对象头8+指针（不开启指针压缩长度是8）4 + int类型 4 + padding 0（长度正好16是8的2倍）
那么这里开启指针压缩，我们也可不开启指针压缩，通过JVM参数
-javaagent:E:\java\test\ObjectSize\target\ObjectSize-1.0-SNAPSHOT.jar -XX:-UseCompressedClassPointers
-XX:-UseCompressedClassPointers不开启指针压缩来看下运行结果
大家可以自行算一下，不开启压缩就是8个字节
总结
实验到这就结束了，相信大家通过这个小实验可以认识到一个对象在JVM内存中的布局。大家可以动手自己试一试，利用javaagent实测java对象大小。
