面试题:一个HashMap对象占多少字节

你的名字 2022-01-23 03:19 448阅读 0赞

![640?wx\_fmt=gif][640_wx_fmt_gif]

对象=对象头+成员变量+对齐填充

对象头结构：java对象在Heap里面的结构是这样的：对象头跟对象体，对象体跟C里面的结构体是一样的，对象头由两个域组成：用于存放hashcode、同步、GC的\_mask域，和指向方法区该对象Class对象的指针——\_klass域，对于64位系统，头部长度理论上讲应该是8+8=16字节。但是从java6u23以后开始，64位的机器会自动开启指针压缩的功能，此时引用指针的长度为4字节。所以，对象头长度应该为8+4=12。

成员变量：分两类，包括一些基本类型，如int,long.byte,short,boolean等，以及引用类型，如String,Date引用。如果是引用类型，也应该把引用类型指向的对象纳入当前对象。

对齐填充：JVM规定，对象的大小必须是8字节的整数倍，如果不足，则会补齐。

此外，对于数组，还会有一个标示数组长度的字段。其实数组也是一种类，会在后文中介绍。

以此为理论基础，我们来计算一下常用的对象占用空间大小。

**Integer**

类结构图：可以看到，只有一个私有的int型数据

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png]

**所以Integer长度为：头(8+4)+ int(4) = 16字节**

**Long**

类结构图

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 1]

类似于Integer，只有一个long型的私有成员。

**所以总长度为:头（8+4）+long（8）+padding（4）=24字节**

**Object**

类结构图

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 2]

没有成员变量，**所以占用空间头（8+4）+padding（4）=16字节**

**String：“string”**

类结构图

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 3]

这个结构稍微有点复杂，涉及到了数组成员。其实数组也是一种类型，只不过这种类型是JVM在运行时生成的类型，并不在class文件中定义，我们将其当做一种特殊的类就可以了。既然涉及到了成员变量是对象，那么，我们就要把String分成两部分来计算：

String类型：头部（8+4）+int（4）+int（4）+指向char\[\]对象的引用类型（4）=24字节

char\[\]类型：数组类型比普通对象多一个标示数组长度的字段，占4个字节。对于字符串“String”来说，头部（8+4）+数组长度（4）+“String”（2\*6）+padding（4）=32字节

**因此，它的总占用空间为56字节**

**ArrayList**

类结构图

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 4]

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 5]

其实，还有一个 modCount成员，继承自AbstractList类，那么对于一个 list = new ArrayList<String>(); list.add("String");的list来说，它拥有两个int，一个大小为10的数组（当 list.add() 第一个元素的时候，它会初始化elementData为一个长度10的数组）

ArrayList: 头部（8+4）+int（4）+int（4）+数组引用（4）=24字节

elementData\[\] : 头部（8+4）+长度（4）+string引用（4\*10）=56字节

"String"字符串:这个我们之前计算过了，为56字节

**所以，总空间大小为24+56+56=136字节**

**HashMap**

类结构图

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 6]

HashMap内部结构比较复杂，除了一些基本的类型，还有比较复杂一点的集合类型。如table，是一个Entry数组，用来存放键值对，所有put进map中key-value都会被封装成一个entry放入到table中去。而还有一些辅助对象，如entry，继承自AbstractMap的keySet，values，这些都是在遍历map元素时用到的集合，他们的主要功能是通过在自己内部维护一个迭代器向外输出table中的数据，并不实际储存key-value数据。

以  Map<String,String> map = new HashMap<String,String>(); 这时候我们计算一下他的占用空间情况：

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 7]

**总空间为：48+16=64字节**

hashmap：头部（8）+int（4\*4）+float（4）+table数组引用（4）+entrySet引用（4）+keySet引用（4）+values引用（4）+padding（4）=48字节

table：头部（8+4）+长度（4）=16字节

然后我们put进去一条数据：map.put( "100002", "张明");

当HashMap初始化的时候，他会开辟一个长度为16的table数组，每当put一个新的key-value的时候，他会根据当前threshold来判断是否需要扩容，如果需要扩容，则会以倍数增长的方式扩容table数组。如16、32、64.具体原理请参考 http://blog.csdn.net/zq602316498/article/details/39351363

接下来让我们计算一下这个map多占用的空间

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 8]

hashmap：头部（8）+int（4\*4）+float（4）+table数组引用（4）+entrySet引用（4）+keySet引用（4）+values引用（4）+padding（4）=48字节

table: 80+32+16+16+56+48+0= 216字节

table：头部（8+4）+长度（4）+entry（4\*16）=80字节

entry：头部（8+4）+k（4）+value（4）+next（4）+int（4）+padding（4）=32字节

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 9]

key（String）：56字节

value（String） ：48字节

next ：因为就只有一个元素，所以next值为null，0字节

entrySet：为空指针，0字节

keySet：空指针，0字节

values：空指针，0字节

**综上分析，这个map占用48+216+0+0+0=264字节**

然后我们继续调用 map.keySet() 方法，此时，keySet会被赋予一个类型为 HashMap$KeySet 的对象，这个对象的结构如下：

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 10]

可以看到，它并不复杂，只是用来遍历map key集合的一个工具类，

keySet ： 头部（8+4）+padding（4）=16字节

**所以，总大小为264+16=280字节**

然后我们继续调动 map.values()，和上面类似

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 11]

values : 头部（8+4）+padding（4）=16字节

**所以，总大小为 280+16=296字节 **

然后我们继续调用 map.entrySet(),

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 12]

entrySet：头部（8+4）+padding（4）=16字节

**所以总大小为 296+16=312字节**

[640_wx_fmt_gif]: /images/20220123/b8032f1faa084384828d833e9a82a229.png
[640_wx_fmt_png]: /images/20220123/2727ef9e5f6a40c59570f2c6ce85cd00.png
[640_wx_fmt_png 1]: /images/20220123/0665d6dc2a3945f8b806b21264e8d416.png
[640_wx_fmt_png 2]: /images/20220123/a6426a06004147e59b55b5f29a8551e0.png
[640_wx_fmt_png 3]: /images/20220123/501019f7dfa9436b820387f3ccbf60cd.png
[640_wx_fmt_png 4]: /images/20220123/fa6f290cd26d40ef852cd559cbe2feef.png
[640_wx_fmt_png 5]: /images/20220123/86fbf95eaffe4a68b3cdf4be35086916.png
[640_wx_fmt_png 6]: /images/20220123/7a653894754b44bea0820276251e1911.png
[640_wx_fmt_png 7]: /images/20220123/af5ca5958e28485280860b9088c4e58e.png
[640_wx_fmt_png 8]: /images/20220123/6d44eb7f50bb4901996fa0559e104460.png
[640_wx_fmt_png 9]: /images/20220123/5a2dcdd4add647f599cd1e9e3a97414f.png
[640_wx_fmt_png 10]: /images/20220123/477b6273194c458abe642fe4d5c9ac68.png
[640_wx_fmt_png 11]: /images/20220123/9c610887cf3146a98d7952bcce4746bf.png
[640_wx_fmt_png 12]: /images/20220123/90adb0d5ccad4523998fb8a51033c181.png