Java对象在内存中的存储

、wook

已于 2022-04-24 18:06:09 修改

阅读量1.7k

点赞数 1

分类专栏：从零开始的知识巩固文章标签： jvm java

于 2022-04-09 01:01:35 首次发布

本文链接：https://blog.csdn.net/evelynnJava/article/details/124028745

版权

从零开始的知识巩固专栏收录该内容

10 篇文章

订阅专栏

本文详细解读了HotSpot虚拟机中对象内存的三个关键区域：对象头、实例数据和对齐填充，以及如何通过代码示例理解锁标志位的变化。通过实例演示，展示了不同情况下对象大小和锁状态的计算。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.HotSpot中，对象在内存中分为3块区域：

对象头
- MarkWord（存储hashCode，gc分代年龄，锁标志，线程id等）
- KlassPointer （class相当于是对klass做了个镜像，方便我们访问）
- 数组长度（如果是数组才有，固定占4字节，此处也可看出数组长度length的最大值为 2147483647 ,即二进制31个1）
实例数据（成员变量等）
对齐填充（保证对象是8个字节的整倍数）

补充说明KlassPointer ：例如我们执行main方法，类加载器会将主类加载到JVM，经历加载-》验证-》准备-》解析-》初始化的过程，其中加载这一步，会去生成 Class对象作为方法区中，这个类的各种数据的访问入口。（类元信息放方法区，class是堆中的）而jvm实际是通过方法区的klass得到这个类的信息。

32位：
32位系统中每个位的表示，64位系统类似
64位：
在这里插入图片描述

2.通过一个demo了解这三块区域

引入依赖

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

public class JOLSample {

    public static void main(String[] args) {
        ClassLayout layout = ClassLayout.parseInstance(new Object());
        System.out.println(layout.toPrintable());

        System.out.println();
        ClassLayout layout1 = ClassLayout.parseInstance(new int[]{});
        System.out.println(layout1.toPrintable());

        System.out.println();
        ClassLayout layout2 = ClassLayout.parseInstance(new A());
        System.out.println(layout2.toPrintable());
    }

    // -XX:+UseCompressedOops           默认开启的压缩所有指针
    // -XX:+UseCompressedClassPointers  默认开启的压缩对象头里的类型指针Klass Pointer
    // Oops : Ordinary Object Pointers
    public static class A {
        //8byte mark word
        //4byte Klass Pointer   如果关闭压缩-XX:-UseCompressedClassPointers或-XX:-UseCompressedOops，则占用8byte
        int id;        //4byte
        String name;   //4byte  如果关闭压缩-XX:-UseCompressedOops，则占用8byte
        byte b;        //1byte
        Object o;      //4byte  如果关闭压缩-XX:-UseCompressedOops，则占用8byte
    }
}

结果说明
OFFSET：偏移量（不关注）
SIZE：占用的字节
TYPE：类型
DESCRIPTION：前半部分为十六进制，后半部分为二进制（括号部分）
- window和linux默认为小端模式(更适合计算机底层原理，即从低位读取）
  00001010 00001011 00001111 10000000 //工具打印出来的
  10000000 00001111 00001011 00001010 //实际上计算机中为反过来,此时锁为重量级锁
Instance size: 总共占用的字节数

MarkWord用红框表示，klass指针用橙框，数组长度用灰框。

实例数据用黄框，对齐填充用淡蓝框

成员变量中的类大多都是占用4bit（指针压缩后4bit，未压缩8bit）

结果一：（没有成员变量的）

在这里插入图片描述

红色部分描述不严谨，实际为对象头的MarkWord部分

结果二：（数组）
在这里插入图片描述

int [I.element 部分为数组中的数据，demo中为空，所以占0字节，索引每多1个，多加4字节（加多少具体看类型，int为4）

结果三：（创建的普通类）
在这里插入图片描述

实例数据中， int占4byte；String占4byte（字符串是存储在常量池，所以此处占用的是name的引用指向池的‘地址’）； byte和bool占1byte；long占8byte…

3.通过一个demo了解锁标志位

//TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
Object o = new Object();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
synchronized (o){
    System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
}