如何计算一个对象在内存中占多少个字节？

在分配对象的时候会有一些基本的规则，我们可以根据一些规则大致能判断出来对象大小。  在 Hotspot VM 中，对象在内存中的存储布局分为三个区域： 1. 对象头（Header） 2. 实例数据（Instance Data） 3. 对齐填充（Padding） ### 对象头（Header） 对象头包括以下三部分： 1. **MarkWord**：用于存储对象运行时的数据，例如 HashCode、锁状态标志、GC 分代年龄等。在 64 位操作系统下占 8 字节，32 位操作系统下占 4 字节。 2. **元数据指针**：指向对象的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针确定该对象属于哪个类。在开启指针压缩的情况下占 4 字节，未开启时占 8 字节。 3. **数组长度**：仅在数组对象中存在，占 4 字节。非数组对象不包含这一部分。 ### 实例数据（Instance Data） 用于存储对象中的各类字段信息，包括从父类继承而来的字段。 ### 对齐填充（Padding） Java 对象的大小默认按照 8 字节对齐，也就是说 Java 对象的大小必须是 8 字节的倍数。如果对象大小不足 8 字节，则进行填充以满足对齐要求。 ### 8 字节对齐的原因 8 字节对齐并不是浪费空间资源，主要有以下原因： 1. **CPU 内存访问效率**：CPU 进行内存访问时，一次寻址的指针大小是 8 字节，正好与 L1 缓存行的大小一致。如果不进行内存对齐，可能会出现跨缓存行的情况，这会导致缓存行污染，影响性能。 2. **提高内存访问速度**：内存对齐可以提高数据访问的速度，因为对齐的数据可以在一个内存访问周期内读取完毕，而未对齐的数据可能需要多个周期。 通过 8 字节对齐，可以减少 CPU 访问内存时的额外开销，从而提升整体性能。  由于当 obj1 对象的字段被修改后，那么 CPU 在访问 obj2 对象时，必须将其重新加载到缓存行，因此影响了程序执行效率。 也就说，8字节对齐，是为了效率的提高，以空间换时间的一种方案。固然你还能够 16 字节对齐，可是 8 字节是最优选择。 ### Java 对象到底占用多大内存 前面我们分析了 Java 对象到底都包含哪些东西，所以现在我们可以开始剖析一个 Java 对象到底占用多大内存。 由于现在基本都是 64 位的虚拟机，所以后面的讨论都是基于 64 位虚拟机。 首先记住公式，对象由 对象头 + 实例数据 + padding 填充字节组成，虚拟机规范要求对象所占内存必须是 8 的倍数，padding 就是干这个的。 从 JDK 8 开始，HotSpot JVM 默认开启了指针压缩（Compressed Oops）。指针压缩可以减少对象指针的大小，从而节省内存空间，提高内存访问的效率。 ### 一个空的Java object 对象占多大内存？ 一个空的对象，在开启压缩指针的情况下，占16个字节。其中Markword占8个字节、类元指针占4个字节， 对齐填充占4个字节。 ### 简单类 ```java public class Test {    private int a;    private long b;    private byte c; } ``` 要占用的空间为： head(8+4) + a(4) + b(8) + c(1) + padding(7) = 32 ### 对象包含基础数据和引用对象 ```java public class Test { byte a; int b; boolean c; long d; Object e; } ``` 要占用的空间为： Object e 存的是地址，占用4字节。 head(8+4) + a(1) + b(4) + c(1) + d(8) + e(4) + padding(2) = 32 通过以上规则和例子，可以帮助我们大致判断Java对象在内存中占用的空间大小。 ### 如何验证估算是否正确 org.openjdk.jol:jol-core:0.9 是一个 Java 库，用于分析和探索 Java 对象布局（JVM 内存布局），帮助理解对象在内存中的实际占用情况。 使用如下： ```js <dependency> <groupId>org.openjdk.jol</groupId> <artifactId>jol-core</artifactId> <version>0.14</version> </dependency> ``` 示例代码： ```java package com.trace.agent; import org.openjdk.jol.info.ClassLayout; import java.util.List; public class Test { public static void main(String[] args) { ClassLayout classLayout = ClassLayout.parseInstance(new ObjectA()); System.out.println(classLayout.toPrintable()); } } class ObjectA { } ``` 输出如下： ```js com.trace.agent.ObjectA 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) 56 f3 00 jp (01000011 11000001 00000000 11111000) (-13311823) 12 4 (loss due to the next object alignment) Instance size: 16 bytes Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total ``` 以上代码和输出示例说明了如何使用 JOL 库来验证 Java 对象在内存中的实际占用情况。通过这些工具和方法，可以更准确地分析和理解 Java 对象的内存布局。

由于默认是开启了指针压缩的，现在普遍的机器位数都是64位，如果对象是普通对象，非数组类型，那么就是对象头部分就是12字节(类型指针4字节，Mark Word 8字节)，假设这个对象只有一个Integer变量，那么在实例数据部分就是一个引用变量的空间4字节，总共是16字节，由于正好是8的倍数，就不需要进行对齐填充了。