Java实例对象占用内存

港控/mmm° 2022-09-30 14:50 258阅读 0赞

最近对程序占用内存方面做了一些优化，取得了不错的效果，总结了一些经验。

简要说一下，相信会对大家写出优质的程序有所帮助。

下面的论述针对32位系统，对64位系统不适用，后叙经常你写了一个程序，一测试，功能没问题，一看内存占用也不多，就不去考虑其它的东西了。但可能程序使用了一个什么数据结构，会当数据规模变大时，内存占用激增。

基本&&关键的问题是，Java里各种东东占多少内存?????????

对于primitive类型，有8个

byte short int long float double char boolean 它们的长度分别是

1 2 4 8 4 8 2 1

这个不罗嗦了，举例来说

long\[\] data=new long\[1000\];

占用内存 8\*1000 bytes

此外，data本身是一个Object，也占用内存若干，后叙，当然它针对 8\*1000来说，忽略不计

再说Object的占用，在说这个之前，先说说引用，一惯的说法是

Java里没有指针了，只有引用，引用是安全的

这个说法没错，但是从机理上来说，引用就是指针，只是jvm对指针的使用检查和限制很多，这个引用/指针变得很安全

直接来结论：一个引用占4byte ，在32位系统上

Object obj=null; //4byte

Object\[\] objs=new Object\[1000\]; //至少4\*1000byte

你看我定义了一个 obj，还是null，就占4byte

定义了一个 objs,1000个元素，但都是null啊，就都每个占4byte

是的!!!!!

虽然obj==null，但它已经是 一个引用，或者说一个指针了

指针也要占地方啊!!!!啊!!!!啊!!!!

接下来，直接给另一个结论： Object占8byte(关于为什么Object实例占用8bytes，我推测是它自己指向Class实例的一个指针占4bytes，指向同步控制的一个指针占4bytes)，注意，纯Object

Object obj=new Object(); //多少????

8byte?? 错!! 12byte，忘了还有一个引用，8byte是Object的内容

记住 Object obj=new Object(); 占12byte

Object\[\] objs=new Object\[1000\];

for(int i=0;i<1000;i++) \{

objs\[i\]=new Object();

至少占用 12\*1000 bytes

推论： Object占12bytes，似乎和上面的结论矛盾??!!

没有!! 不管Object，没有被垃圾回收之前，总得被别人引用吧?

总的有指针指它吧? 既然指，那个引用or指针就要占地方啊 4byte

加起来是12byte，反正一个Object至少 12bytes

还是直接给结论，推导的过程我就都包办了，咱不是脏活累活抢着干么!!

一个Integer占 16 bytes

这时您可能会有疑问，Integer=Object+int，就是：

public class Integer \{

public int value;

Integer应该占 8+4=12 bytes啊

你说的有道理，但是jvm对所有的Object有限制!!

这个限制被我发现了，就是不管什么Object占的空间，要是8的倍数

12不是8的倍数，只能是16了!!!

推论：Byte也占16bytes!!!!!!!!!!!

问：

Byte\[\] bytes=new Byte\[1000\];

占用空间多少?

答： 约为(至少为) (16+4)\*1000 bytes

好家伙!!!!!!!!

论题：数组空间占用怎么算?

我这里直接给结论了，推导这个花了更长的时间：

对于数组来说，数组这个Object有一个length属性，数组的元素相当于其成员

public class Array \{

public int length;

//... 其它成员

对于数组，我们不是直接可以取length属性么，源于此

public byte\[\] bytes=new byte\[1000\];

System.out.println(bytes.length); // 看，有length属性

上面的bytes换算过来是：

public class Array \{

public int length;

public byte byte0;

public byte byte1;

...

public byte byte999;

上面的bytes占用的内存是：

4+\[8+4 + 1\*1000\] = 4+ \[1012\]=4+1016=1020

4是 bytes这个引用，8是Object基占的，4是length属性占的

1000是1000个成员占的，本来是 1012，但要求是8的倍数，变成 1016了

总共是 1020

再如：

byte\[\] bytes=new byte\[4\];

的内存占用是:

4+\[8+4+4\*1\]=4+\[16\]=20;

byte\[\] bytes=new byte\[3\]; 也是 20

对于元素是Object的数组，Object也是当作其成员，(注意只有引用这个数组的空间，这个可以推到普通Class上)

Byte\[\] bytes=new Byte\[1000\];

这个 bytes的定义相当于:

public class Array \{

public int length;

public Byte byte0;

.....

public Byte byte999;

占用空间是：

4+\[8+4+4\*1000\]+16\*1000= 4+ 4016 + 16000 = 你自己算吧

推论：千万不要用 Byte\[\] 有20倍的差距!!!!!!!

你可能一下子没明白过来，没关系多琢磨一下，对于普通的class来说

，内容占用就是基加成员的占用，Object成员只记引用

public class Abc \{

public int n;

public byte b;

public Object obj;

它的内容占用是： \[8+4+1+4\]=24

所以 Abc one=new Abc()的占用是 4+24=28

提醒：对于 Abc的成员 obj没有计，如果要计入的话，循环这个过程就可以了。(琢磨一下)

举例：

public class Abc \{

public byte b;

public Object obj=null;

public class Def \{

public int n;

public byte b;

public Abc obj=new Abc();

问：

Def one=new Def(); //占多少?

答：

4+\[8+4+1+4\]+\[8+1+4\]=4+24+16=44

public class Abc \{

public byte b;

public Object obj=null;

public class Def \{

public int n;

public byte b;

public Abc\[\] objs=new Abc\[100\];

for(int i=0;i<10;i++) \{

objs\[i\]=new Abc();

问：

Def one=new Def(); //占多少?

答：

kao，一下我也算不出来，不过我写了程序，可以算出来，你给它一个Object，它就能递归的算出总共占了多少内存，这个程序不复杂，你也可以写出来。我等机会合适了再放出。

单独说一下String，String的结构是：

public class String \{

private final char value\[\];

private final int offset;

private final int count;

private int hash; // Default to 0

所以，不考虑那个char\[\]的占用，一个String最少占用 \[8+4+4+4+4\]=24bytes

加上引用，共28bytes

所以

String s="";

占用28bytes!!!!! 尽管它的长度为0

如果精确的算，加上引用一个String的占用是

4+24+\[8+4+2\*length\]

String s=""; 的占用是 28+16= 44

String s="ab" 的占用是 28+16= 44

String s="abc" 的占用是 28+24 = 52

要说的是，String是常用的类，这么看，String耗内存很多，所以jvm有优化，同样的内容尽量重用，所以除了28是必须的外，那个char\[\] 很可能一样

比方说

String\[\] s=new String\[1000\];

for(int i=0;i<1000;i++) \{

s\[i\]=new String("abcdefasdjflksadjflkasdfj");

的占用的数量级是 28\*1000，那 1000个字符串本身基本上不占内存，只有一份!!!!!!

反正String 至少是 28,最多也可能是28!!!!!!!!

比较占内存的数据结构，这个很重要：

基本上就是 primitive的包装

实例：

我以前用一个

Hashtable的结构，有100万个元素

改为String\[\]+int\[\]后，内存占用改观不少，速度也很快

100万的String\[\] 快排一下，也就2秒多，查找用2分，和hash也差不多少。

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