java object對象在heap中的結(jié)構(gòu)是什么

在之前的文章中，我們介紹了使用JOL這一神器來解析java類或者java實(shí)例在內(nèi)存中占用的空間地址。

今天，我們會(huì)更進(jìn)一步，剖析一下在之前文章中沒有講解到的更深層次的細(xì)節(jié)。一起來看看吧。

java.lang.Object大家應(yīng)該都很熟悉了，Object是java中一切對象的鼻祖。

接下來我們來對這個(gè)java對象的鼻祖進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的解剖分析，從而理解JVM的深層次的秘密。

工具當(dāng)然是使用JOL：

@Slf4jpublic class JolUsage {
    @Test    public void useJol(){        log.info("{}", VM.current().details());  log.info("{}", ClassLayout.parseClass(Object.class).toPrintable());        log.info("{}", ClassLayout.parseInstance(new Object()).toPrintable());    }}

代碼很簡單，我們打印JVM的信息，Object class和一個(gè)新的Object實(shí)例的信息。

看下輸出：

從上面的結(jié)果我們知道，在64位的JVM中，一個(gè)Object實(shí)例是占用16個(gè)字節(jié)。

因?yàn)镺bject對象中并沒有其他對象的引用，所以我們看到Object對象只有一個(gè)12字節(jié)的對象頭。剩下的4個(gè)字節(jié)是填充位。

那么這12字節(jié)的對象頭是做什么用的呢？

如果想要深入了解這12字節(jié)的對象頭，當(dāng)然是要去研讀一下JVM的源碼：src/share/vm/oops/markOop.hpp。

有興趣的小伙伴可以去看看。如果沒有興趣，沒關(guān)系，這里給大家一個(gè)張總結(jié)的圖：

javaObject對象的對象頭大小根據(jù)你使用的是32位還是64位的虛擬機(jī)的不同，稍有變化。這里我們使用的是64位的虛擬機(jī)為例。

Object的對象頭，分為兩部分，第一部分是Mark Word，用來存儲(chǔ)對象的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)比如：hashcode，GC分代年齡，鎖狀態(tài)，持有鎖信息，偏向鎖的thread ID等等。

在64位的虛擬機(jī)中，Mark Word是64bits，如果是在32位的虛擬機(jī)中Mark Word是32bits。

第二部分就是Klass Word，Klass Word是一個(gè)類型指針，指向class的元數(shù)據(jù)，JVM通過Klass Word來判斷該對象是哪個(gè)class的實(shí)例。

且慢！

有的小伙伴可能發(fā)現(xiàn)了問題，之前我們用JOL解析Object對象的時(shí)候，Object head大小是12字節(jié)，也就是96bits，這里怎么寫的是128bits？

沒錯(cuò)，如果沒有開啟COOPs就是128bits，如果開啟了COOPs，那么Klass Word的大小就從64bits降到了32bits。

還記得我們之前講的COOPs嗎？

COOPs就是壓縮對象指針技術(shù)。

對象指針用來指向一個(gè)對象，表示對該對象的引用。通常來說在64位機(jī)子上面，一個(gè)指針占用64位，也就是8個(gè)字節(jié)。而在32位機(jī)子上面，一個(gè)指針占用32位，也就是4個(gè)字節(jié)。

實(shí)時(shí)上，在應(yīng)用程序中，這種對象的指針是非常非常多的，從而導(dǎo)致如果同樣一個(gè)程序，在32位機(jī)子上面運(yùn)行和在64位機(jī)子上面運(yùn)行占用的內(nèi)存是完全不同的。64位機(jī)子內(nèi)存使用可能是32位機(jī)子的1.5倍。

而壓縮對象指針，就是指把64位的指針壓縮到32位。

怎么壓縮呢？64位機(jī)子的對象地址仍然是64位的。壓縮過的32位存的只是相對于heap base address的位移。

我們使用64位的heap base地址+ 32位的地址位移量，就得到了實(shí)際的64位heap地址。

對象指針壓縮在Java SE 6u23 默認(rèn)開啟。在此之前，可以使用-XX:+UseCompressedOops來開啟。

java中有一個(gè)非常特別的對象叫做數(shù)組，數(shù)組的對象頭和Object有什么區(qū)別嗎？

我們用JOL再看一次：

log.info("{}",ClassLayout.parseClass(byte[].class).toPrintable());log.info("{}",ClassLayout.parseInstance("www.flydean.com".getBytes()).toPrintable());

上面的例子中我們分別解析了byte數(shù)組的class和byte數(shù)組的實(shí)例：

看到區(qū)別了嗎？我們發(fā)現(xiàn)數(shù)組的對象頭是16字節(jié)，比普通對象的對象頭多出了4個(gè)字節(jié)。這4個(gè)字節(jié)就是數(shù)組的長度。

好了，寫到這里我們來總結(jié)一下，java對象的結(jié)構(gòu)可以分為普通java對象和數(shù)組對象兩種：

數(shù)組對象在對象頭中多了一個(gè)4字節(jié)的長度字段。

大家看到最后的字節(jié)是padding填充字節(jié)，為什么要填充呢？

因?yàn)镴VM是以8字節(jié)為單位進(jìn)行對其的，如果不是8字節(jié)的整數(shù)倍，則需要補(bǔ)全。