String、数组和集合的内存占用大小
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2020-07-27 18:53
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简介
之前的文章中，我们使用JOL工具简单的分析过String,数组和集合类的内存占用情况，这里再做一次更详细的分析和介绍，希望大家后面再遇到OOM问题的时候不再抱头痛哭，而是可以有章可循，开始吧。
数组
先看下JOL的代码和输出：
//byte arraylog.info("{}",ClassLayout.parseInstance("www.flydean.com".getBytes()).toPrintable());
输出结果：
INFO com.flydean.CollectionSize - [B 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) 22 13 07 00 (00100010 00010011 00000111 00000000) (463650)12 4 (object header) 0f 00 00 00 (00001111 00000000 00000000 00000000) (15)16 15 byte [B.N/A 31 1 (loss due to the next object alignment)Instance size: 32 bytesSpace losses: 0 bytes internal + 1 bytes external = 1 bytes total
注意，本文的结论都在64位的JVM中运行得出了，并且开启了COOPs压缩对象指针技术。
可以看到数组对象的对象头大小是16字节，再加上数组里面的内容长度是15字节，再加上1位补全。最后得到的大小是32字节。
同样的，我们计算存有100个对象的数组，可以得到下面的结论：
注意最后面的Object数组，如果数组中存储的不是基础类型，那么实际上存储的是执行该对象的指针，该指针大小是4个字节。
String
String是一个非常特殊的对象，它的底层是以byte数组存储的。
注意，在JDK9之前，String的底层存储结构是char[],一个char需要占用两个字节的存储单位。
因为大部分的String都是以Latin-1字符编码来表示的，只需要一个字节存储就够了，两个字节完全是浪费。
于是在JDK9之后，字符串的底层存储变成了byte[]。
同样的我们还是用JOL来分析：
//Stringlog.info("{}",ClassLayout.parseInstance("www.flydean.com").toPrintable());
输出结果：
INFO com.flydean.CollectionSize - java.lang.String object internals:OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE 0 4 (object header) 05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)4 4 (object header) 00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)8 4 (object header) 77 1a 06 00 (01110111 00011010 00000110 00000000) (399991)12 4 byte[] String.value [119, 119, 119, 46, 102, 108, 121, 100, 101, 97, 110, 46, 99, 111, 109]16 4 int String.hash 020 1 byte String.coder 021 1 boolean String.hashIsZero false22 2 (loss due to the next object alignment)Instance size: 24 bytesSpace losses: 0 bytes internal + 2 bytes external = 2 bytes total
可以看到String中的对象头是12字节，然后加上4字节的指针指向一个byte数组。再加上hash，coder，和hasIsZero属性，最后的大小是24字节。
我这里使用的是JDK14的String版本，不同的版本可能有所不同。
当然这只是这个String对象的大小，不包含底层数组的大小。
我们来计算一下String对象的真实大小：
String对象的大小+byte数组的大小=24+32=56字节。
ArrayList
我们构建一个非常简单的ArrayList：
//Array Listlog.info("{}",ClassLayout.parseInstance(new ArrayList()).toPrintable());
输出结果：
INFO com.flydean.CollectionSize - java.util.ArrayList object internals:OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE 0 4 (object header) 05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)4 4 (object header) 00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)8 4 (object header) 87 81 05 00 (10000111 10000001 00000101 00000000) (360839)12 4 int AbstractList.modCount 016 4 int ArrayList.size 020 4 java.lang.Object[] ArrayList.elementData []Instance size: 24 bytesSpace losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
画个图来直观的表示：
这里modCount和size的初始值都是0。
HashMap
因为文章篇幅的限制，这里就不把代码列出来了，我只贴个图上来：
HashSet
LinkedList
treeMap
来个比较复杂的TreeMap：
总结
本文用图形的形式形象的展示了集合对象，数组和String在内存中的使用情况。
后面的几个集合我就没有一一计算，有兴趣的朋友可以在下方回复你计算的结果哟。
·END·
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