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1. 实验结果
JOL（Java Object Layout） 是OpenJDK提供的用于分析对象内存布局的工具，地址：JOL。主要的局限性是只支持HotSpot/OpenJDK虚拟机，如果在其他虚拟机上使用会报错：
java.lang.IllegalStateException: Only HotSpot/OpenJDK VMs are supported 复制代码
现在，我们使用JOL分析new Object()在 HotSpot 虚拟机上的内存布局：
步骤一：添加依赖 implementation 'org.openjdk.jol:jol-core:0.11' 步骤二：创建对象 Object obj = new Object(); 步骤三：打印对象内存布局 1. 输出虚拟机与对象内存布局相关的信息 System.out.println(VM.current().details()); 2. 输出对象内存布局信息 System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()); 复制代码
输出结果如下：
# Running 64-bit HotSpot VM. # Using compressed oop with 3-bit shift. # Using compressed klass with 3-bit shift. # Objects are 8 bytes aligned. # Field sizes by type: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes] # Array element sizes: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes] 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 复制代码
其中关于虚拟机的信息：
Running 64-bit HotSpot VM.表示运行在64位的 HotSpot 虚拟机Using compressed oop with 3-bit shift.见第 7 节分析Using compressed klass with 3-bit shift.见第 7 节分析Objects are 8 bytes aligned.表示对象按 8 字节对齐Field sizes by type: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]，依次表示引用、boolean、byte、char、short、int、float、long、double类型占用的长度，见源码：
HotspotUnsafe.java public String details() { // ... out.printf("# %-19s: %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d, %d [bytes]%n", "Field sizes by type", oopSize, sizes.booleanSize, sizes.byteSize, sizes.charSize, sizes.shortSize, sizes.intSize, sizes.floatSize, sizes.longSize, sizes.doubleSize ); } 复制代码
Array element sizes: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]，依次表示数组元素长度
其中关于Object对象的信息里，虽然存在很多不理解的数据，但是至少可以清楚地看到Instance size: 16 bytes 。这个是不是就是题目的答案呢？
2. 对象内存布局的基本结构
3. 对象头（Header）
对象头包含Mark Work和可选的类型指针 & 数组长度。由于对象头里的信息是与对象实例数据无关的额外存储成本，Mark Word 被设计为一个有状态的动态数据结构，将根据对象的状态复用自己的存储空间。
3.1 Mark Work
3.2 类型指针（Class Pointer）
- 定义： 指向方法区中的类型元数据
- 长度： 在 32 位机器上占用 4 个字节，在 64 位机器上占 8 个字节。虚拟机（默认）通过指针压缩将长度压缩到 4 个字节，通过以下虚拟机参数控制，关于指针压缩见第 7 节
-XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops 复制代码
- 注意： 并不是所有虚拟机实现都将类型指针存在对象数据上。具体取决于虚拟机使用的对象的访问定位方式，如果是使用直接指针的方式，对象的内存布局就必须放置访问类型数据的指针。
3.3 数组长度（可选）
- 定义： 指数组对象的长度（指元素个数，非占用内存空间）。
- 长度： 4 个字节
- 描述： 普通
Java对象的大小可以通过元数据信息确定，但是对于数组对象来说，无法通过元数据的信息确定数组的长度。因此，如果对象是一个Java数组，那么对象头中会有一块记录数组长度的区域。例如：
源码： char [] str = new char[2]; System.out.println(ClassLayout.parseInstance(str).toPrintable()); ------------------------------------------------------ JOL： [C 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) 41 00 00 f8 (01000001 00000000 00000000 11111000) (-134217663) 12 4 (object header) 【数组长度：2】02 00 00 00 (00000010 00000000 00000000 00000000) (2) 16 4 char [C.<elements> N/A 20 4 (loss due to the next object alignment) Instance size: 24 bytes Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total 复制代码
可以看到，对象头中有一块 4 字节的区域，值为2，表示该数组长度为 2。
4. 实例数据（Instance Data）
实例数据是对象的有效信息，可以理解为报文段中的payload。对象的实例数据包括本类声明的实例字段和从父类继承的实例字段，但不包括类级字段（存储在方法区）。字段的存储顺序与字段声明顺序和分配策略参数有关：
- 相同宽度的字段分配在一起：
longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops（Ordinary Object Pointers，OOPs） - 父类字段在子类字段之前
- 使用
-XX：FieldsAllocationStyle、+XX：CompactFields可以影响分配策略
5. 对齐填充（Padding）
HotSpot要求对象的大小必须按 8 字节对齐（即第一节中Objects are 8 bytes aligned.的含义），如果对象占用空间不是 8 字节的倍数，则需要增加对齐填充数据。
直观来看，“无效”的填充数据使得对象占用空间加大，增大了虚拟机的内存消耗。那么为什么要这么做呢？**最主要的原因是对象按规整对齐是指针压缩的前提，**具体见第 7 节。
6.对象的访问定位
我们都知道 Java 的类型可以分为基础数据类型与引用类型（Reference），而访问对象就是需要用到引用类型。主流的访问方式分为 句柄访问 & 直接指针访问：
- 句柄访问：
定义：Reference 中存储的是对象句柄地址，句柄位于 Java 堆中单独划分出来的句柄池。此时，句柄中存储的是对象实例数据与类型数据的地址。
优点：句柄中对象实例数据和类型数据的地址是稳定的，当对象在垃圾收集是被移动时，只需要修改实例数据的指针，而 Reference 本身不需要修改。
- 直接指针访问：
定义：Reference 中存储的是对象的地址，对象内存中有一块是实例数据，另外有一个指针指向类型数据，这个指针就是 第 3 节中将的类型指针（Class Pointer）
优点：访问速度更快，因为节省了一次指针的访问。
7.指针压缩
Editting...
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