Java对象的内存布局

HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为三块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

对象头

对象头主要包括两部分 Mark Word（对象标记字段）和Class Pointer（Class对象的类型指针），
如果是数组对象，还包括数组长度。在64位的HotSpot虚拟机下，Mark Word占8个字节，其记录了Hash Code、GC信息、锁信息等相关信息；而Class对象指针则指向该实例的Class对象，在开启指针压缩的情况下占用4个字节，否则占8个字节；如果其是一个数组对象，则还需要4个字节用于记录数组长度信息。
下图是64位MarkWord的具体含义，左侧是高字节，右侧是低字节。

实例数据

实例数据就是对象实际存放的数据，大小由所有的成员变量决定，不包括静态变量。
在开启压缩指针的情况下，引用类型是占4个字节，如果关闭对象指针压缩就是占8个字节。
基本数据类型所占的字节数如下：
byte 1字节
short 2字节
int 4字节
long 8字节
char 2字节
float 4字节
double 8字节
boolean （1/4字节，具体取决于jvm实现）

内存填充

最后这段空间并非必须，仅仅为了起到占位符的作用。64位HotSpot虚拟机要求对象按8个字节对齐，所以每个对象的字节数是8的整数倍。、

指针压缩

64位的HotSpot虚拟机下，类型指针、引用类型需要占8个字节。从JDK 1.6开始，64位的JVM支持UseCompressedOops选项。其可对OOP(Ordinary Object Pointer，普通对象指针)进行压缩，使其只占用4个字节，以达到节约内存的目的。在JDK 8下，该选项默认启用。当然也可以通过添加JVM参数来显式进行配置

-XX:+UseCompressedOops  // 开启指针压缩
-XX:-UseCompressedOops  // 关闭指针压缩

利用JOL工具观测JAVA内存布局

首先加入POM依赖

     <!-- JOL依赖 -->
     <dependency>
         <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
         <artifactId>jol-core</artifactId>
         <version>0.9</version>
     </dependency>

编写一个简单的Java类用于后续分析

@Data
public class Car {
 public static int NO = 1;
 public static String S = "STR";
 private int id;
 private String type;
 private double price;
 private char level;
}

编写测试类，这里我的JDK1.8默认是开启指针压缩的。
```
public class Test {
 public static void main(String[] args) {
     Object obj = new Object();
     System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
     Car car = new Car();
     System.out.println(ClassLayout.parseInstance(car).toPrintable());
     int[] array = new int[3];
     array[0] = 1;
     array[1] = 2;
     System.out.println(ClassLayout.parseInstance(array).toPrintable());
 }
}
```
我们看一下输出结果： ```java 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

Car object internals: OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE 0 4 (object header) 05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5) 4 4 (object header) 00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0) 8 4 (object header) d0 df 00 f8 (11010000 11011111 00000000 11111000) (-134160432) 12 4 int Car.id 0 16 8 double Car.price 0.0 24 2 char Car.level
26 2 (alignment/padding gap)
28 4 java.lang.String Car.type null Instance size: 32 bytes Space losses: 2 bytes internal + 0 bytes external = 2 bytes total

[I 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) 6d 01 00 f8 (01101101 00000001 00000000 11111000) (-134217363) 12 4 (object header) 03 00 00 00 (00000011 00000000 00000000 00000000) (3) 16 12 int [I. N/A 28 4 (loss due to the next object alignment) Instance size: 32 bytes Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total ``` 看下开启指针压缩后对象分别所占的大小，分析一下：

new Object()所占的字节数

可以看到输出的第一行和第二行是markword占8个字节，
第三行是class pointer占4个字节，没有实例数据所以是0个字节。
总共是8 + 4 = 12字节，因为不是8的整数倍，所以最后填充4个字节对齐，总共占用16个字节。

new Car()所占的字节数

同样对象头markword和class pointer占用8 + 4 = 12字节，静态变量不占用对象内存字节，
成员变量int id占用4字节，double price占用8字节，char level占用2字节，String type占用4字
节，实例数据共占用4 + 8 + 2 + 4 = 18字节。加上对象头 18 + 12 = 30 字节。
最后因为不是8的整数倍，填充2字节，30 + 2 = 32 字节。

new int[3]所占的字节数

对象头多了一个数组长度占用4字节，
对象头一共是：8（mark word）+ 4（class pointer）+ 4 （array length）= 16字节。
数组长度是3，类型是int，所以实例数据共占有 4 * 3 = 12字节。
上述一共 16 + 12 = 28 字节，字节填充4字节成为8的整数倍，一共是28 + 4 = 32字节。

参考文章

https://zhuanlan.zhihu.com/p/151856103

初梦 's 学习记录

分析Java对象的内存布局