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JVM系列之:String,数组和集合类的内存占用大小
2020-07-21 10:36:18

简介

之前的文章中,我们使用JOL工具简单的分析过String,数组和集合类的内存占用情况,这里再做一次更详细的分析和介绍,希望大家后面再遇到OOM问题的时候不再抱头痛哭,而是可以有章可循,开始吧。

数组

先看下JOL的代码和输出:

//byte arraylog.info("{}",ClassLayout.parseInstance("www.flydean.com".getBytes()).toPrintable());

输出结果:

INFO com.flydean.CollectionSize - [B object internals: OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE           4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) ()      8     4        (object header)                           22 13 07 00 (00100010 00010011 00000111 00000000) (463650)     12     4        (object header)                           0f 00 00 00 (00001111 00000000 00000000 00000000) (15)     16    15   byte [B.<elements>                             N/A     31     1        (loss due to the next object alignment)Instance size: 32 bytesSpace losses:  bytes internal + 1 bytes external = 1 bytes total




注意,本文的结论都在64位的JVM中运行得出了,并且开启了COOPs压缩对象指针技术。




可以看到数组对象的对象头大小是16字节,再加上数组里面的内容长度是15字节,再加上1位补全。最后得到的大小是32字节。


同样的,我们计算存有100个对象的数组,可以得到下面的结论:




注意最后面的Object数组,如果数组中存储的不是基础类型,那么实际上存储的是执行该对象的指针,该指针大小是4个字节。



String

String是一个非常特殊的对象,它的底层是以byte数组存储的。




注意,在JDK9之前,String的底层存储结构是char[],一个char需要占用两个字节的存储单位。




因为大部分的String都是以Latin-1字符编码来表示的,只需要一个字节存储就够了,两个字节完全是浪费。


于是在JDK9之后,字符串的底层存储变成了byte[]。


同样的我们还是用JOL来分析:

//Stringlog.info("{}",ClassLayout.parseInstance("www.flydean.com").toPrintable());

输出结果:

INFO com.flydean.CollectionSize - java.lang.String object internals: OFFSET  SIZE      TYPE DESCRIPTION                               VALUE           4           (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)      4     4           (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) ()      8     4           (object header)                           77 1a 06 00 (01110111 00011010 00000110 00000000) (399991)     12     4    byte[] String.value                              [119, 119, 119, 46, 102, 108, 121, 100, 101, 97, 110, 46, 99, 111, 109]     16     4       int String.hash                                    20     1      byte String.coder                                   21     1   boolean String.hashIsZero                         false     22     2           (loss due to the next object alignment)Instance size: 24 bytesSpace losses:  bytes internal + 2 bytes external = 2 bytes total

可以看到String中的对象头是12字节,然后加上4字节的指针指向一个byte数组。再加上hash,coder,和hasIsZero属性,最后的大小是24字节。


我这里使用的是JDK14的String版本,不同的版本可能有所不同。


当然这只是这个String对象的大小,不包含底层数组的大小。


我们来计算一下String对象的真实大小:


String对象的大小+byte数组的大小=24+32=56字节。

ArrayList

我们构建一个非常简单的ArrayList:


//Array Listlog.info("{}",ClassLayout.parseInstance(new ArrayList()).toPrintable());

输出结果:

INFO com.flydean.CollectionSize - java.util.ArrayList object internals: OFFSET  SIZE                 TYPE DESCRIPTION                               VALUE           4                      (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)      4     4                      (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) ()      8     4                      (object header)                           87 81 05 00 (10000111 10000001 00000101 00000000) (360839)     12     4                  int AbstractList.modCount                          16     4                  int ArrayList.size                                 20     4   java.lang.Object[] ArrayList.elementData                     []Instance size: 24 bytesSpace losses:  bytes internal +  bytes external =  bytes total


画个图来直观的表示:


这里modCount和size的初始值都是0。

HashMap

因为文章篇幅的限制,这里就不把代码列出来了,我只贴个图上来:


HashSet


LinkedList


treeMap

来个比较复杂的TreeMap:


总结

本文用图形的形式形象的展示了集合对象,数组和String在内存中的使用情况。


后面的几个集合我就没有一一计算,有兴趣的朋友可以在下方回复你计算的结果哟。

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创建时间:2020-06-17 07:11:38
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