复杂Java对象所占内存的大小

我们在Java单个对象内存布局中讲解了单个简单的Java对象所占内存的大小的计算。那么这篇文章主要是讲解复杂Java对象所占内存大小的计算，我们把继承、复合的对象称为复杂对象

继承对象

class Parent {
    protected int x; // 4字节
    protected int y; // 4字节

    protected boolean flag; // 1字节
}

class Child extends Parent {
    private int z; // 4字节
}

public class ExtendsObjectSizer {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("继承对象的大小为：" + ObjectSizeFetcher.sizeOf(new Child()) + "字节");
    }
}

　　

然后重新打包，执行如下的命令：

## 没有开启指针压缩功能
java -XX:-UseCompressedOops -javaagent:ObjectSizeFetcherAgent-1.0-SNAPSHOT.jar com.twq.ExtendsObjectSizer

得到的结果如下：

可以看出new Child()的内存大小为40字节，那么这个40字节是怎么来的呢？我们看下图：

40字节 = 16 + (4 + 4 + 1 + 7) + 4 + 7

## 开启指针压缩功能
java -XX:+UseCompressedOops -javaagent:ObjectSizeFetcherAgent-1.0-SNAPSHOT.jar com.twq.ExtendsObjectSizer

　　得到的结果如下：

可以看出new Child()的内存大小为32字节，那么这个32字节是怎么来的呢？我们看下图：

32字节 = 12 + 4 + 4 + 1 + 7 + 4

总结：继承对象也只有一个对象头，继承对象所占内存的大小由4部分组成：

1. 对象头
2. 父亲属性所占内存大小，需要对齐补充至8的倍数
3. 子类属性所占内存大小
4. 对齐补充

复合对象

我们接下来看下复合对象所占内存大小，先看下如下代码：

class Employee {
    private int age; // 4字节
    private double high; // 8字节
}

class Dept {
    private int num; // 4字节

    private Employee[] employees = new Employee[3];

    public Dept() {
        for (int i = 0; i < employees.length; i++) {
            employees[i] = new Employee();
        }
    }
}

public class CompositeObjectSizer {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
        System.out.println("复合对象内存的大小为：" + ObjectSizeFetcher.sizeOf(new Dept()) + "字节");
        System.out.println("复合对象内存的总大小为：" + ObjectSizeFetcher.fullSizeOf(new Dept()) + "字节");
    }
}

　　然后重新打包，执行如下的命令：

得到的结果如下：

可以看出复合对象内存的大小为32字节 = 对象头16字节 + num属性4字节 + employees引用类型的大小8字节 + 对齐补充4字节

这个32字节也只是直接计算当前Dept对象占用空间大小，这个大小并没有包含数组employees中所有的Employee的内存大小，那么这个复合对象的总大小为176字节，这个大小包括了数组employees中所有的Employee的内存大小，也就是递归计算当前对象占用空间总大小。

递归计算复合对象占用的内存的时候需要注意的是：对齐填充是以每个对象为单位进行的，看下面这个图就很容易明白： 

根据上图，我们手动来计算一下new Dept()的总内存大小，分为3部分：

• Dept实例对象本身的大小为：16 + 4 + 8 + 4 = 32字节
• 数组对象employees的大小为：24 + 8 * 3 = 48字节
• 3个Employee对象的大小为：3 * (16 + 4 + 8 + 4) = 96字节

所以内存总大小为：32 + 48 + 96 = 176字节

我们再来看下开启了指针压缩功能的复合对象内存的大小情况，我们执行如下的命令：

## 开启指针压缩功能
java -XX:+UseCompressedOops -javaagent:ObjectSizeFetcherAgent-1.0-SNAPSHOT.jar com.twq.CompositeObjectSizer

　　

得到的结果如下：

可以看出复合对象内存的大小为24字节 = 对象头12字节 + num属性4字节 + employees引用类型的大小4字节 + 对齐补充4字节

在开启指针压缩功能的情况下，Dept复合对象的总大小为128字节，如下图：

根据上图，我们手动来计算一下new Dept()的总内存大小，分为3部分：

• Dept实例对象本身的大小为：12 + 4 + 4 + 4 = 24字节
• 数组对象employees的大小为：16 + 4 * 3 + 4 = 32字节
• 3个Employee对象的大小为：3 * (12 + 4 + 8) = 72字节

所以内存总大小为：24 + 32 + 72 = 126字节

ArrayList

以下是ArrayList的部分源码：

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
    protected transient int modCount = 0;
}

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    /**
     * Default initial capacity.
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    /**
     * Shared empty array instance used for empty instances.
     */
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

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

　　

static变量属于类，不属于实例，存放在全局数据段。普通变量才纳入Java对象占用空间的计算，一个用于存放数组元素的Object[], 一个int类型的size，还有一个是父类中int类型的modCount。因此：

• 在64位操作系统，且未开启指针压缩功能的前提下，new ArrayList<Integer>()的内存大小应为：对象头16字节 + 父类属性modCount大小4字节 + 对齐补充4字节 + 子类Object[]引用类型的8字节 + 子类int类型的属性大小4字节 + 对齐补充4字节 = 40字节
• 在64位操作系统，且开启了指针压缩功能的前提下，new ArrayList<Integer>()的内存大小应为：对象头12字节 + 父类属性modCount大小4字节 + 对齐补充4字节 + 子类Object[]引用类型的4字节 + 子类int类型的属性大小4字节 + 对齐补充4字节 = 32字节