JDK之JVM中Java對象的頭部佔多少byte

    先作個鋪墊：

•         在32位機器上word size是32bits，CPU一次性處理32bits，在64位機器上word size是64bits，CPU一次性處理64bits。
•         Data bus size, instruction size, address size are usually multiples of the word size，這句參考自Stackoverflow。   

1. Stackoverflow上看到的Java對象頭部mark word和kclass pointer的大小

    從Stackoverflow上看到，Java對象頭部有一個mark word和一個klass pointer，

•     mark word：32bits architectures上，mark word佔32bits，64bits architectures上，mark word佔64bits；
•     kclass pointer：32bits architectures上，kclass pointer佔32bits，64bits architectures上，kclass pointer佔64bits，但也多是32bits，原話是這樣"the klass pointer has word size on 32 bit architectures. On 64 bit architectures the klass pointer either has word size, but can also have 4 byte if the heap addresses can be encoded in these 4 bytes"。

2. 上面說的是否正確呢，我本地JVM上對象頭部的mark word和kclass pointer也是如上述那樣嗎？

    咱們來驗證下。注意：我電腦上裝的JDK1.8，64位的

2.1 驗證Java對象的頭部佔用byte數

    以下：

    List-1

mjduan@mjduandeMacBook-Pro:/tmp % java -version
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

     我用openJDK的jol來查看對象的layout，源碼以下，直接運行main方法，

    List-2

package com.mjduan.project.openjdk_jol_example;

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
import org.openjdk.jol.vm.VM;

/**
 * @author dmj1161859184@126.com mjduan 2018-06-29 17:10
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class JOLSample_12_ThinLocking {

    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(VM.current().details());

        final A a = new A();

        ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(a);
    }

    public static class A {
        // no fields
    }
}

    List-2源碼運行的結果以下圖，

                                                        圖1 List-2中main運行的結果

    圖1中，第一個紅框中的就是對象頭部的mark word，佔了8bytes，即64bits，這個也能夠直接參考openJDK8的hotspot的markOop.hpp。以後4bytes，即第二個紅框，是kclass pointer佔的，即4bits。

圖1中offset從12開始的4個bytes，沒有被使用到。圖1中對象頭部的mark word和kclass pointer佔了12bytes，可是最後JVM卻認爲它佔了16bytes，爲何呢，這和內存的aligment有關，因此加了最後的4bytes，讓總的byte數是8的倍數(這裏的8表示8bytes，即64bits)，爲何是64bits，由於個人機器是64位的，個人JVM是64位的。

2.2 驗證Java數組對象的頭部佔用byte數

    List-3 驗證數組的狀況

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
import org.openjdk.jol.vm.VM;

/**
 * @author dmj1161859184@126.com mjduan 2018-06-29 13:16
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class JOLSample_11_ClassWord {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(VM.current().details());

        A[] as = new A[2];
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new A[2]).toPrintable());
    }

    public static class A {
        // no fields
    }
}

    List-3的運行結果以下圖2

                                                           圖2  List-3的運行結果

    圖2的說明：第一個紅框和第二個紅框分別是mark word和kclass pointer，它們分別佔8bytes和4bytes，以後的4bytes用來表示數組長度。第三個紅框下面的8bytes是什麼呢？List-3源碼中的，咱們的數組new A[2]的長度是2，每一個下標處佔4bytes，這個相似C語言中的指針。

    因此能夠看到數組和普通的Java對象頭部是有區別的。

3.分析Java的僞分享時考慮對象頭部佔的byte

    咱們在作僞分享分析，進行填充數據時，要考慮對象頭部，最好本身測試下本身系統JVM上對象頭部佔多少bytes，不要照搬別人的數據，由於頗有可能別人使用的JVM和你的不同。

    下面咱們來分析倆種狀況。

    List-4

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
import org.openjdk.jol.vm.VM;

/**
 * @author dmj1161859184@126.com mjduan 2018-06-29 12:34
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class JOLSample_01_Basic {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(VM.current().details());
        ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(new A());

        System.out.println(layout.toPrintable());
    }

    public static class A {
        boolean f;
    }
}

    List-4的運行結果下圖3所示:

                                                           圖3 List-4的運行結果

    List-5

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
import org.openjdk.jol.vm.VM;

/**
 * @author dmj1161859184@126.com mjduan 2018-06-29 12:36
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class JOLSample_02_Alignment {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(VM.current().details());
        ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(new A());
        System.out.println(layout.toPrintable());
    }

    public static class A {
        long f;
    }
}

    List-5的運行結果以下圖4所示：

                                                           圖4 List-5的運行結果

    咱們來對比下圖3和圖4的結果，圖3中顯示對象佔了16bytes，可是圖4中顯示對象佔了24bytes。是什麼致使結果變化的呢，注意看類A中的屬性，由boolean類型變爲了long，在long的狀況下，佔8bytes，不能使用12~15這4個bytes，因此給long類型的屬性f分配的是offset從16開始的8個bytes。這是因爲操做系統在內存管理方面的aliment致使的。

 

    通過上面的這麼多分析，咱們應該發現要想肯定對象佔有的byte數，仍是難的。JVM中對象佔用byte的狀況除圖3和圖4外，還有其它狀況的。因此不要輕易的照搬別人的數據，最好是本身測試下。

4.類中的get/set/contructor對對象佔多少byte有影響嗎

    通常狀況下，Java類不只有屬性，也有方法。通過上面的實驗，證明類屬性對對象佔多少byte有影響，那麼類的方法數量是否多對象佔byte有影響呢？咱們來作實驗驗證下。

    咱們給List-5中的類，加上get/set/constructor，以下List-6

    List-6 類A加上get/set/contructor

public class A {
    long f;

    public A() {
    }

    public long getF() {
        return f;
    }

    public void setF(long f) {
        this.f = f;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "A{" +
                "f=" + f +
                '}';
    }
}

    再用List-5的main方法代碼，執行下，看結果：

                                                             圖5 List-6的運行結果

    圖5中的結果與圖4中的結果同樣，說明類的方法數量，對Java對象佔多少byte沒有影響。固然，這裏我只是實驗了一個，這個結論不是很嚴謹。