《Java 底層原理》Jvm對象結構和指針壓縮

前言

Java 程序調優是一個程序員必備的技能。

對象內存結構

對象頭：

    Mark Word ：32bit機 4B；64bit機 8B 是固定的。

    類型指針：klass pointer，引用類型在方法區的地址。 開啟指針壓縮占4字節，不開啟占8個字節。

    數組長度：對象不是數組占0字節，對象是數組占4字節，開啟指針壓縮，數組長度會放到類型指針的后半段。

    對其填充：在關閉指令壓縮的情況下，數組類型還會進行填充，稱為兩段填充，還有很多中情況會出現填充。

實例數據：

    類的非靜態屬性，基礎數據類型（byte 1字節，int 4字節，等等），引用類型：開啟指針壓縮4B,不開8字節。

對齊填充：

    保證Java對象的大小都是8字節的整數倍，不足就不起， 例如對象前面的信息計算下來是31個字節，那就會補一個字節成32個字節。對齊填充的出現原因和內存分配有關，不需要獲取哦對象信息還要去多塊內存獲取組合。

計算對象大小

百度網盤: https://pan.baidu.com/s/1bk_qdV1jpo7qSBnLGJHgcw 提取碼: jafj     下載一個Jar包。

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;

public class JvmTest4 {

    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
    }
}

運行結果：

-XX:+/-UseCompressedOops   -- 開啟或者關閉指針壓縮。

案例

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;

public class JvmTest4 {

    static int[] a = new int[]{1,2,3};

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
    }
}

運行結果：

這個案例是關不指針壓縮下運行的， 可以很好的看到有兩階段提交的功能。

指針壓縮

因為Java對象是8字節對齊的，所有對象對應的字節最后3位一定是000，故存儲的時候可以去掉后面3個0。

面試題：Java堆內存最大允許多少，為什么？

對象頭中的類型指針指向的就是對象引用變量在方法區的地址，通過這個地址可以找到整個對象的全部內容在內存中位置。

類型指針在開啟指針壓縮的情況下，占用4個字節即32位，2的32次方就是4G，類型指針最大可以存在4G內存的位置。 又因為每個對象在開啟指針壓縮的情況下，最后3位000會被去掉。 所以實際4個字節可以表示 2的35次方-2的3次方的最大內存地址，即32G內存的最大位置。

因為現在都是64位機器了，那么如果電腦或者服務器的內存超過32G內存，在開啟指針壓縮的情況下就是出現找不到內存地址情況？

如果在開啟指針壓縮下優化這個問題，可以將Java對象的8字節對齊改成16字節對其，甚至32字節對其。這個能表示的內存最大值就是64G，128G了。 這個需要修改JDK源碼。

總結

Jvm的對象的結構，指針壓縮對我們后續遇到問題，能夠提供非常好的基礎鋪墊。