一種Java中對象實例佔用堆空間衡量方法

時間 2019-11-12

標籤一種 java 對象實例佔用空間衡量方法欄目 Java 简体版

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本文的方法是利用java.lang.Instrumentation的工具類來實現的，以前看過一篇紅薯的文章介紹了這方面的內容就跟着作了下，並總結出一套比較靠譜的推算方式。紅薯的文章由於是當時看的沒有記錄，暫時沒有找到了，同時本文參考了一篇18摸的文章連接以下：<a href="http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jse61/ ">Java SE 6 新特性: Instrumentation 新功能</a> 前置條件: 1，本方法只在JDK6上驗證過，Instrumentation接口是在JDK1.5引入的，因此1.5可能可行，1.5之前的版本就不可行了。 2，本位驗證環境爲32系統，64位系統不涉及。 3，本文須要經過打包爲jar文件來實現，對jar的存在以下要求： 3.1 jar文件中須要有一個類實現了public static void premain(java.lang.String args, java.lang.instrument.Instrumentation instantce)方法，這個方法是用來傳入Instrumentation接口的實現，由於這個接口的實現是native code的，在jdk中自己並無固定實現，我的猜測是不一樣jvm各自實現的。 3.2 須要編輯jar文件的MANIFEAST.MF文件，添加屬性Premain-Class，這個屬性對應的值也就是3.1中實現對應方法的類全路徑。 3.3 打包後在命令行裏執行同時須要提供javaagent參數。運行命令以下java -javaagent:[jar路徑] [包含main函數的類]。以個人實現爲例： <blockquote>  java -javaagent:test.jar com.willard.instrumentation.object.size.ObjectMeasure </blockquote> 我用於獲取Instrumetation的類實現(做爲一個Util類用)： <blockquote> public class InstrumentationUtil {    private static Instrumentation instance;    public static void premain(java.lang.String args, java.lang.instrument.Instrumentation instantce)    {       InstrumentationUtil.instance = instantce;    }    public static void permain(String args)    {    }    public static Instrumentation getInstance()    {       return instance;    } } </blockquote> jar中MANIFEAST.MF文件內容以下： ` <blockquote> Manifest-Version: 1.0` `Premain-Class: com.willard.instrumentation.InstrumentationUtil` </blockquote> 一些用來計算的規則： 1，一個Object對象佔用8個字節（Byte），這個是固定的——讀到並驗證了，至於出處確實不詳。 2，一個對象的大小必須是8的倍數，不足8的倍數時會入到8的倍數上。這個一樣是驗證了可參考下面的論述。 3，一個引用reference佔用的是4個字節（Byte）。這個是推算出來的，代碼以下： <blockquote>   private static void mesureReference() </blockquote> <blockquote> { </blockquote> <blockquote> Object obj1 = new RefA(); Object obj2 = new RefB(); Object obj3 = new RefC(); simpleMeasure("A Object with one reference is : ", obj1); simpleMeasure("A Object with two reference is : ", obj2); simpleMeasure("A Object with three reference is : ", obj3); } </blockquote> <blockquote> private static class RefA {    private Object obj1; } private static class RefB {    private Object obj1;    private Object obj2; } private static class RefC {    private Object obj1;    private Object obj2;    private Object obj3; } } </blockquote> 這裏打印出來的結果以下： A Object with one reference is : 16 A Object with two reference is : 16 A Object with three reference is : 24 結合一、2條規則能夠推出，首先除了基本對象任何對象都是Object（8 Byte），一個類包含一個和兩個引用時都是16 Byte說明一個reference小於8 Byte，同時驗證了第二條。當一個類包含三個引用時變成了24，由此得出一個reference佔用4Byte。 4，基本變量所佔用的對空間統計以下： 統計方法比較笨，是聲明一組class，這組class分別包括1~8個同類型的變量，類型就是下表一次列出的，而後查看在變量數遞增是這個class的實例體積變化。 起初想直接嘗試測量一個int等類型對象的大小，結果返回的都是16.緣由應該是java的自動封裝特性，由於Instrumentation.getObjectSize(Object obj)接受的是Object類型的參數，因此java自動轉換類型爲封裝類型如Integer。經過查看下面類型的封裝類能夠發現都是同樣的——繼承自Object，擁有一個私有變量value，由此也就解釋了爲何。 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="2" width="400"><tbody> <tr> <td valign="top" width="199">boolean</td> <td valign="top" width="199">1</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">short</td> <td valign="top" width="199">2</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">char</td> <td valign="top" width="199">2</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">char_zh</td> <td valign="top" width="199">2</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">int</td> <td valign="top" width="199">4</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">float</td> <td valign="top" width="199">4</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">long</td> <td valign="top" width="199">8</td> </tr> <tr> <td valign="top" width="199">double</td> <td valign="top" width="199">8</td> </tr> </tbody></table> 5，String對象的計算，String顯示的值是24。經過String的類定義能夠看出來（下圖），一個char[]和3個int對象。在java中除了基本類型一切都是對象，因此char[]自己也是對象那麼就是個引用所以String大小計算：Object(8) + char[](4) + int*3(12) = 24。所以在計算String大小的時候就應該是24+char[]實際的佔用量。 <a href="http://static.oschina.net/uploads/img/201304/06005853_fZh3.png"><img style="border-right-width: 0px; display: inline; border-top-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px" title="String" border="0" alt="String" src="http://static.oschina.net/uploads/img/201304/06005854_ayx0.png" width="543" height="206" /></a> 6，char[]的計算使用了下面一段代碼做爲實驗，首先Java中一切皆對象，因此推測數組=Object(8) + length(<int>4) + charLength*2。運行和和猜測結果一致。 <blockquote> private static void basicType()     {         //object 8 + length 4 + 2         char[] buffer1 = new char[1];//16         char[] buffer2 = new char[2];//16         char[] buffer3 = new char[3];//24         char[] buffer4 = new char[4];//24         char[] buffer5 = new char[5];//24         char[] buffer6 = new char[6];//24         char[] buffer7 = new char[7];//32         simpleMeasure("A 1 size char buffer value is : ", buffer1);         simpleMeasure("A 2 size char buffer value is : ", buffer2);         simpleMeasure("A 3 size char buffer value is : ", buffer3);         simpleMeasure("A 4 size char buffer value is : ", buffer4);         simpleMeasure("A 5 size char buffer value is : ", buffer5);         simpleMeasure("A 6 size char buffer value is : ", buffer6);         simpleMeasure("A 7 size char buffer value is : ", buffer7);     } </blockquote> 最後總結一下 <ul> <li>一個Java對象首先是一個Object，所以8個字節已佔據。</li> <li>基本類型的變量（field）佔用空間能夠從表中查出，這些類型是傳值的沒有引用的開銷。</li> <li>非基本類型的變量除了變量自己佔用還要計算至少一個引用的開銷，若是Java對象中多個引用指向一個對象就要計算屢次引用。</li> <li>數組也是對象，包括Object的8個字節+length變量的四個字節，以及根據數組類型計算的內存佔用，若是是非基本類型的數組還要計算引用的開銷length * 4（已驗證，略過）。</li> <li>一個複雜的Java對象的空間佔用是遞歸計算的，即對象類型自己->父類->祖先類->Object[end]。</li> </ul>java