Java Bean Memory

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Introduction

Java Object Structure

一个Java对象在Heap的表示，可以分为三部分：

  • Object Header
  • Class Pointer
  • Fields

每个普通Java对象在堆(heap)中都有一个头信息(object header)，头信息是必不可少的，记录着对象的状态。

  • 32位：hash(25) + age(4) + lock(3) = 32bit
  • 64位：unused(25+1) + hash(31) + age(4) + lock(3) = 64bit

在Java中，一切皆对象；每个类都有一个父类，Class Pointer就是当前对象父类的一个指针，在32位系统中，这个指针为4byte；在64位系统中，如果开启指针压缩(-XX:+UseCompressedOops)或者JVM堆的最大值小于32G，这个指针也是4byte，否则是8byte。

关于字段(Fields)，这里指的是类的实例字段；也就是说不包括静态字段，因为这个字段是共享内存的，只会存在一份。

java.lang.Integer

在32位系统上，计算java.lang.Integer对象内存占用。

Object Header和Pointer都是固定的，4 + 4 = 8 byte，数值int占用4 byte，所以总共占用 4 + 4 + 4 = 12byte。此外，Heap的内存分配是按照 8byte 对齐的，因此该对象实际内存占用是 16byte。

Array

在Java中还有一种特殊的对象，数组！这个对象有点特殊，它比其他对象多了一个属性：长度(length)。所以我们计算数组长度的时候，需要额外加上一个长度的字段，即一个int的大小。

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int[] arr = new int[10];

4(object header) + 4(pointer) + 4(length) + 4*10(10个int大小) = 52byte，由于需要8位对齐，所以最终大小为 56byte。

节约内存原则

尽量使用基本类型，而不是包装类型

一个java.lang.Integer占用 16byte，而一个int占用 4byte，4:1 的比例！也就是说整数类的类型是基本类型内存的4倍！

斟酌字段类型，在满足容量前提下，尽量用小字段

数据库建表的时候字段类型需要仔细推敲，同样JavaBean中的属性字段类型也需要仔细斟酌。不要吝啬使用short，byte，boolean，如果短类型能放下数据，尽量不要使用更长的类型。一个long比一个int才多4byte，但是你要想，如果内存中有100W个long，那就白白浪费了约4MB空间，不要小看这一点点的空间浪费，因为随便一个应用的JVM中，对象都能达到上千万！内存是节省出来的。

如果可能，尽量用数组，少用集合

你知道一个ArrayList集合，如果里面放了10个数字，占用多少内存吗？让我们算算：

ArrayList中有两个字段：

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/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
* empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
* will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
*/
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*
* @serial
*/
private int size;

Object Header占 4byte，Pointer占 4byte，一个int字段(size)占 4byte，elementData数组本身占 12(4+4+4)byte，数组中10个Integer对象占 10 × 16 = 160byte。所以整个集合空间大小为 4 + 4 + 4 + 12 + 160 = 184byte。

如果我们用int[]代替集合呢，12 + 4 × 10 = 52byte，对其后 56byte。集合跟数组的比例是 184:56，超过3:1。

数组中是可以使用基本类型的，但是集合中只能放包装类型！

如果实在需要使用集合，推荐一个比较节约内存的集合工具，fastutil。这里面包含了JKD集合中绝大部分的实现，而且比较省内存。

Other

以下方法根具体场景的数据有关系，可以根据实际情况进行激进优化节省内存。

  • 时间用long/int表示，不用 Date 或者 String。
  • 短字符串如果能穷举或者转换成ascii表示，可以用long或者int表示。

Reference