JVM入门——类的大小

一般大部分java程序并不知道一个java类到底占用了多少内存空间，下面我就分析一下一个java对象在堆中到底占用了多少内存空间。
一个Java对象有三部分数据构成：对象头+对象属性(实例对象)+数据填充（padding）
由于java对象大小必须8字节整数倍，数据填充就是为当java对象前两部分大小不够8的整数倍时，用数据填充来占位。

对象头又分为三部分：

长度	内容	说明
32/64	Mark word	存储对象的hashCode或者锁信息
32/64	Class metadata address	存储对象描述数据的指针
32/64	Array length	数组的长度(仅对象是数组才有)

这里需要说明一点，Mark word的大小取决于虚拟机的是32位还是64位，虚拟机是64位，那么Mark word就是64位8个字节。Class metadata address 和Array length的在64虚拟机上的大小取决于虚拟机是否开启了指针压缩（UseCompressedOops），如果开启指针压缩，那么Class metadata address 和Array length都是32位，如果未开启指针压缩，那么都是64位，HotSpotx虚拟机堆内存小于32G的时候，默认是开启指针压缩。

在HotSpot虚拟机对内存布局的设计中会把double和long，int，short/char，byte/boolean 相同字宽的放在一起。周志明的那本《深入理解Java虚拟机里》提到“如果CompactFields参数值为true（默认为true），那么子类之中较窄的变量也可能会插入到父类变量的空隙之中。”这句话我不太理解，有明白的同学可以给我留言，我非常感谢。

下面需要记忆的部分：
开启指针压缩的对象头：12字节
未开启指针压缩的对象头: 16字节

下面在列出java提供的数据类型的所占用的字节：

数据类型	占用内存大小（bytes）
boolean	1（HotSpotx jdk1.8）
byte	1
short	2
char	2
int	4
float	4
long	8
double	8

下面举一些例子：

class A{
    int a;
}

A对象占用内存情况：
关闭指针压缩:16(对象头)+4(实例数据)=20 不是8的倍数，因此需要对齐填充 16+4+4(padding)=24
开启指针压缩： 12+4=16已经是8的倍数了，不需要再填充。

class A{
    Object a;
}

关闭指针压缩： 16+4+8=28不是8的倍数，需要对齐填充 16+4+8+4(padding)=32
开启指针压缩： 12+4+4=20不是8的倍数，需要对齐填充12+4+4+4(padding)=24

class A{
    int a;
}
class B extends A{
    int b;
}

B对象所占用的内存空间大小为:
关闭指针压缩：头(16)+A(4+4(padding)) + B(4 + 4(padding))= 32
开启指针压缩：头(12) + A(4) + B(4 + 4(padding))=24
对于继承来说，首先需要满足父对象的8byte要求，因此在关闭指针压缩的情况下，对象头16+4 = 20 不满足8的倍数，因此需要增加4padding，然后满足了父对象的8字节要求，然后加上子对象B的属性4，此时又不满足8byte要求，然后再加上4(padding)。同理可以分析在开启指针压缩的情况。

数组的大小：

new int[0]
new int[2]

int[0]：
由于int[0]创建了一个包含0个元素的数组，因此数据本身占用内存为0个字节，整个数组占用内存空间大小等于数组的对象头的大小，而数组的对象头比非数组的对象头多了一个记录数组大小的部分，因此int[0]大小为：
关闭指针压缩：头(8(mark word)+8(Class metadata address)+8(array length)) = 24不需要padding
开启指针压缩：头(8+4+4) = 16不需要padding
int[2]
根据上面的分析首先数组对象头占据的大小是：
关闭指针压缩：头(8(mark word)+8(Class metadata address)+8(array length))
开启指针压缩：头(8+4+4) = 16
数组本身又包含3个int元素，每个int占4个字节，因此int[2]的大小为：
关闭指针压缩：头(8(mark word)+8(Class metadata address)+8(array length)) +42 = 32不需要增加padding
开启指针压缩：头(8+4+4) + 42 + 8(padding)

这里内容都是来了网上的各种大佬，再这里写写大家的无私奉献，这里把我参考的相关连接列出来，再次向这些作者表示感谢。
https://blog.csdn.net/pange1991/article/details/80898344
https://www.jianshu.com/p/ff6591b26da5
https://www.iteye.com/blog/yueyemaitian-2033046
https://www.iteye.com/blog/yueyemaitian-2034305
https://blog.csdn.net/qq_34599254/article/details/82704803

最后这里给出一个可以自己测试每个类字节大小的测试代码，大家如果有兴趣可以定义自己的类，然后测试每个类创建对象的大小：
https://github.com/alexwu59/javaobjectsize.git