Java对象的内存布局

Java对象的内存布局 对象内存存储布局概述

在JVM虚拟机中，对象的储存布局可以为分为三个部分，对象头（Object Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

下面我们来具体说一下各个部分。

对象头（Object Header）

虚拟机的头部分主要包括存储对象自身的运行时数据（Mark Word） 和 类型指针，在数组对象中这两个的基础上会多一个数组长度。这个是对象头包含的内容。

Mark Word

Mark Word是用于存储对象自身的运行时数据。在32位和64位系统（未开启压缩指针）中不一样的。在对象不同的锁状态下，也是不同的。下面这幅图指明Mark Word的内容：

这个是我手画的，大家可以自己动手画一画。

类型指针（Klass Word）

Klass Word即对象指向它的类型元数据的指针，Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。

如果对象是一个Java数组，对象头中还会添加一块用于记录数组长度的数据。

实例数据（Instance Data）

实例数据部分是对象真正存储的有效信息（我们在程序中定义的各中类型的字段内容），这些内容会被记录在实例数据中。

对齐填充（padding）

对齐填充仅仅起到一个占位符的作用，自动内存管理系统要求起始地址必须是8字节的整数倍。对其填充就是将对象填充至8字节的整数倍。

实验

现在我们需要导入一个依赖，提供支持

        
            org.openjdk.jol
            jol-core
            0.9
        

然后我们来使用 ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable() 来查看对象的布局：

查看空Object的布局

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

 首先有对象头的Mark Word有64bit，8bytes，然后有4bytes的类型指针，因为是空Object所以没有实例数据，然后对齐填充4bytes。所以总结得Object对象是16bytes。

接着我们创建一个对象，来看看它的布局

首先创建一个没有属性的对象

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


class B {

}

这里和创建一个Object是一样的，就不说了。

为B对象添加基本类型的属性

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


class B {
    boolean  b = true;
    int anInt = 1;
    int bIn = 2;
}

为对象添加基本类型的属性，对象布局中会出现实例数据这一块，并且实例数据是连续的。并且除了布尔数据占1bytes外其他的数据类型都占4bytes。

为B对象添加非基本类型的数据

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


class B {
    boolean  b = true;
    int anInt = 1;
    int bIn = 2;
    String s = "aaaa";
    JsonController jsonController = new JsonController();
}

 为B对象填充非基本数据类型后，在实例数据模块中会出现Padding gap，这里是将每一个数据填充到4bytes，并且非基本类型的数据也是4bytes。

总结一下就是padding gap出现必须有两个条件：实例数据不够4bytes，对象中存在非基本类型数据属性。

最后我们看一下数组对象

    public static void main(String[] args) {
        int[] a = new int[100];
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
    }

这是一个初始化为100长度的数组对象，我们可以看到在数组对象的对象头中多一个4bytes的记录数组长度的模块，并且在后面已经为数组开辟好一个每长度为4bytes的内存空间。这里的对象刚好是8bytes的倍数，所以就不需要对齐。

对象的内存布局就差不多讲到这里了，总结一下

对象内存布局主要是有Mark Word（一般情况下12bytes，数组对象16bytes）、实例数据（看对象是怎么样的决定）、对齐填充（对齐为8bytes的倍数）组成的。

 感谢大家的观看，大家一起进步！