作者：李小武
來源：http://blog.lichengwu.cn/
撰寫Java代碼的時候，大多數情況下，我們很少關注一個Java物件究竟有多大(占據多少記憶體)，更多的是關注業務與邏輯，但是殊不知，在我們不經意間，大量的記憶體被無形地浪費了，
一個Java物件到底有多大？
想要精確計算一個Java物件占用的記憶體，首先要了解Java物件的結構表示，
Java物件結構
一個Java物件在Heap的表示，可以分為三部分：
- Object Header
- Class Pointer
- Fields
每個普通Java物件在堆(heap)中都有一個頭資訊(object header)，頭資訊是必不可少的，記錄著物件的狀態，
32位與64位占用空間不同，在32位中：
hash(25)+age(4)+lock(3)=32bit
64位中：
unused(25+1)+hash(31)+age(4)+lock(3)=64bit
我們知道，在Java中，一切皆物件；每個類都有一個父類，Class Pointer就是當前物件父類的一個指標，在32位系統中，這個指標為4byte；在64位系統中，如果開啟指標壓縮(-XX:+UseCompressedOops)或者JVM堆的最大值小于32G，這個指標也是4byte，否則是8byte，
關于欄位(Fields)，這里指的是類的實體欄位；也就是說不包括靜態欄位，因為這個欄位是共享記憶體的，只會存在一份，
下面以32位系統為例子，計算一下java.lang.Integer到底占用多大記憶體：
Object Header 和 Pointer 都是固定的，4+4=8byte；再看看欄位，只有這一個，表示數值：
/**
* The value of the <code>Integer</code>.
*
* @serial
*/
private final int value;
一個int在java中占據4byte，所以Integer的大小為4+4+4=12byte，
這個結果對嗎？不對！還有一點沒有說：在java，物件占用的heap大小是8位對齊的，上面的12byte沒有對齊，所以需要補位4byte，結果是16byte！
另外，在Java中還有一種特殊的物件，陣列！沒錯，這個物件有點特殊，它比其他物件多了一個屬性：長度(length)，所以我們計算陣列長度的時候，需要額外加上一個長度的欄位，即一個int的大小，
例如：int[] arr = new int[10];
arr的占用heap大小為：
4(object header)+4(pointer)+4(length)+4*10(10個int大小)=52byte 由于需要8位對齊，所以最終大小為`56byte`，
節約記憶體原則
在了解了物件的記憶體使用情況后，我們可以簡單算一筆帳，一個java.lang.Integer占用16byte，而一個int占用4byte，4:1的比例！也就是說整數的型別別是基本型別記憶體的4倍！由此我們得出第一個節約記憶體的原則：
(1)盡量使用基本型別，而不是包裝型別，
資料庫建表的時候欄位型別需要仔細推敲，同樣JavaBean中的屬性欄位型別也需要仔細斟酌，不要吝嗇使用short，byte，boolean，如果短型別能放下資料，盡量不要使用更長的型別，一個long比一個int才多4byte，但是你要想，如果記憶體中有100W個long，那就白白浪費了約4MB空間，不要小看這一點點的空間浪費，因為隨便一個跑著在線應用的JVM中，物件都能達到上千萬！記憶體是節省出來的，所以：
(2)斟酌欄位型別，在滿足容量前提下，盡量用小欄位，
你知道一個ArrayList集合，如果里面放了10個數字，占用多少記憶體嗎？讓我們算算：
ArrayList中有兩個欄位：
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer.
*/
private transient Object[] elementData;
/**
* The size of the ArrayList (the number of elements it contains).
*
* @serial
*/
private int size;
Object Header占4byte，Pointer占4byte，一個int欄位(size)占4byte，elementData陣列本身占12(4+4+4)，陣列中10個Integer物件占10×16，所以整個集合空間大小為4+4+4+12+160=184byte，
如果我們用int[]代替集合呢，12+4×10=52byte，對其后56byte，
集合跟陣列的比例是184:56，超過3:1了！
所以我們的第三個建議是：
(3)如果可能，盡量用陣列，少用集合，
陣列中是可以使用基本型別的，但是集合中只能放包裝型別！
如果實在需要使用集合，推薦一個比較節約記憶體的集合工具，fastutil，這里面包含了JKD集合中絕大部分的實作，而且比較省記憶體，
(4)小技巧
在上面的三個原則基礎上，提供兩個小技巧，
- 時間用long/int表示，不用Date或者String，
- 短字串如果能窮舉或者轉換成ascii表示，可以用long或者int表示，
小技巧跟具體的場景是資料有關系，可以根據實際情況進行激進優化節省記憶體，
總結
性能和可讀性向來就有些矛盾，在這里也是，為了節約記憶體，不得不進行取舍，代碼丑陋了一些，可讀性差了一些，還好能省下一些記憶體，上面的原則在確實需要節約記憶體的時候，不妨可以試試！
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標籤：Java
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