Java オブジェクト
序文
オブジェクトを新規作成するとき、それがメモリ内でどのように見えるか、およびそれが占有するメモリの量に関心がある場合。この記事では、すぐに答えを得ることができます。
この記事の例では、デフォルトのJVMは64 ビット、圧縮なしです。
メモリ レイアウト
Java メモリ レイアウト = オブジェクト ヘッダー + インスタンス データ + アラインメント パディング
写真説明
1. オブジェクトヘッダー
オブジェクト ヘッダーは、マークワード+型ポインタ+配列の長さで構成されます。
通常オブジェクト:マークワード+型ポインタ= 8 バイト + 4 バイト = 12 バイト
配列オブジェクト:マークワード+型ポインタ+配列長= 8 バイト + 4 バイト + 4 バイト = 16 バイト
1.1 マークワード
64 ビット JVM では、マークワードは8 バイトのデータです。1 バイトは 8 ビットなので、マークワードは64 ビットのデータです。
32 ビット JVM では結果が異なるため、ここでは詳しく説明しません。
マーク図
不同的位数，代表含义不同。这里引用Mark Word 详解文章中的图片。
无锁对象的markword
可能没接触过的同学看不懂该图，我再举个例子。我们都知道可以通过synchronized锁对象，来做同步操作。
一个对象创建出来没有被锁过，它的markword应该是下图这样的。
其余锁的状态看法，可以参考上图。
这里需要注意，hashCode的值，只有在调用hashcode()方法后，才会改变值。
1.2 类型指针
大小为4字节，指向方法区中，该对象的类型。
1.3 数组长度
只有当创建的是数组时，才有该部分，大小为4字节，代表当前数组的长度。非数组时，不存在。
即：普通对象对象头 = markword + 类型指针
数组对象 = markword + 类型指针 +数组长度
2.实例数据
一个对象的实例数据大小，等于它所有成员变量大小，以及继承类的变量的大小的和。
如果你的对象不继承任何对象，只有一个int型变量。那么你的实例数据大小就为4字节。
如果对象A的父类有一个boolean类型变量，对象A有一个char类型变量。
A对象的实例数据大小 = boolean（1字节）+char（2字节）
无论父类的变量是private还是public修饰，都会算在子类的实例数据中。父类的父类也会算在实例数据中。
注意一点，静态变量存放在方法区，因此不占用对象内存。
3.对齐填充
一个对象大小必须为8的整数倍。如果对象头+实例数据 = 57个字节。那么对齐填充就为7字节。对象头+实例数据+对齐填充 = 64字节。正好8的整数倍。你可以理解为对齐填充就是凑数用的。
实例讲解
下面通过一个具体例子，以及运行结果，来印证下对象内存布局是否如上图所说。
本文含有运行后的结果。大家可以直接通过代码和结果来加深印象，无需实机运行代码。
如何查看对象
引入一个三方库：jol，通过这个库，可以打印对象内存布局。
implementation group: 'org.openjdk.jol', name: 'jol-core', version: '0.17'
复制代码辅助类Student
/**
* Author（作者）：jtl
* Date（日期）：2023/3/26 19:20
* Detail（详情）：学生类
*/
public class Student extends Person{
String name = "ZhangSan";// 对象引用：4字节
boolean isRealMan;//boolean：1字节
int age = 10;//boolean：1字节
char score ='A';//char：2字节
long time = 20230326;//long：8字节
Student deskMate;//对象引用：4字节
public Student() {
}
static int grade;
public boolean isRealMan() {
return isRealMan;
}
public void setRealMan(boolean realMan) {
isRealMan = realMan;
}
}
复制代码Student的父类Person
该类为了印证，创建Student对象时，Person类的所有变量（包括私有对象），都会占用Student对象的实例数据大小。
/**
* Author（作者）：jtl
* Date（日期）：2023/3/28 16:07
* Detail（详情）：父类，Person类
*/
public class Person extends Object {
private float time = 0L;
String country = "China";
}
复制代码实际运行代码
这里举了5种例子，通过下文的运行结果，大家可以进行对比，加深印象。
public class Main {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Student student = new Student();
System.out.println("-----------------------------第一阶段 new 对象-------------------------------");
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
System.out.println("-----------------------------第二阶段 hashcode-------------------------------");
student.hashCode();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
synchronized (student){
System.out.println("-----------------------------第三阶段 synchronized加锁-------------------------------");
System.out.println("synchronized (student)：\n"+ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
}
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (student){
System.out.println("-----------------------------第四阶段 synchronized加锁-------------------------------");
System.out.println("new Thread:synchronized (student)：\n"+ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());
}
}
}).start();
synchronized (student) {
System.out.println("-----------------------------第五阶段 Student[] 数组-------------------------------");
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new Student[]{new Student(), new Student(), new Student()}).toPrintable());
}
}
}
复制代码内存布局
这里可以看到的是，只有调用了hashcode方法后。markword中才会修改对应位置的数据。 另外只有对象为数组时，才会有数组长度(array length) 这个选项，大小为4字节。
> Task :Main.main()
-----------------------------第一阶段 new 对象-------------------------------
org.example.Student object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0x01000be8
12 4 float Person.time 0.0
16 4 java.lang.String Person.country (object)
20 4 int Student.age 10
24 8 long Student.time 20230326
32 2 char Student.score A
34 1 boolean Student.isRealMan false
35 1 (alignment/padding gap)
36 4 java.lang.String Student.name (object)
40 4 org.example.Student Student.deskMate null
44 4 (object alignment gap)
Instance size: 48 bytes
Space losses: 1 bytes internal + 4 bytes external = 5 bytes total
-----------------------------第二阶段 hashcode-------------------------------
org.example.Student object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x00000073035e2701 (hash: 0x73035e27; age: 0)
8 4 (object header: class) 0x01000be8
12 4 float Person.time 0.0
16 4 java.lang.String Person.country (object)
20 4 int Student.age 10
24 8 long Student.time 20230326
32 2 char Student.score A
34 1 boolean Student.isRealMan false
35 1 (alignment/padding gap)
36 4 java.lang.String Student.name (object)
40 4 org.example.Student Student.deskMate null
44 4 (object alignment gap)
Instance size: 48 bytes
Space losses: 1 bytes internal + 4 bytes external = 5 bytes total
-----------------------------第三阶段 synchronized加锁-------------------------------
synchronized (student)：
org.example.Student object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x000070000dcafac0 (thin lock: 0x000070000dcafac0)
8 4 (object header: class) 0x01000be8
12 4 float Person.time 0.0
16 4 java.lang.String Person.country (object)
20 4 int Student.age 10
24 8 long Student.time 20230326
32 2 char Student.score A
34 1 boolean Student.isRealMan false
35 1 (alignment/padding gap)
36 4 java.lang.String Student.name (object)
40 4 org.example.Student Student.deskMate null
44 4 (object alignment gap)
Instance size: 48 bytes
Space losses: 1 bytes internal + 4 bytes external = 5 bytes total
-----------------------------第五阶段 Student[] 数组-------------------------------
[Lorg.example.Student; object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
8 4 (object header: class) 0x0101ed10
12 4 (array length) 3
16 12 org.example.Student Student;.<elements> N/A
28 4 (object alignment gap)
Instance size: 32 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
-----------------------------第四阶段 synchronized加锁-------------------------------
new Thread:synchronized (student)：
org.example.Student object internals:
OFF SZ TYPE DESCRIPTION VALUE
0 8 (object header: mark) 0x000060000265c002 (fat lock: 0x000060000265c002)
8 4 (object header: class) 0x01000be8
12 4 float Person.time 0.0
16 4 java.lang.String Person.country (object)
20 4 int Student.age 10
24 8 long Student.time 20230326
32 2 char Student.score A
34 1 boolean Student.isRealMan false
35 1 (alignment/padding gap)
36 4 java.lang.String Student.name (object)
40 4 org.example.Student Student.deskMate null
44 4 (object alignment gap)
Instance size: 48 bytes
Space losses: 1 bytes internal + 4 bytes external = 5 bytes total
复制代码上面结果的看法如下图所示：
另外，对齐填充大小如下图所示。最终对象大小，一定是8的整数倍。
至于 (alignment/padding gap) 什么情况下会出现。本人没有仔细研究，感兴趣的同学可以看下jol的源码。下图为源码中的具体位置。 
结尾
至此，Java对象内存布局就讲完了。不知道大家还记住多少呢。如果怕看了不久就忘了，可以收藏本文，点个赞支持下作者。文章中若有错误，可以及时指正。
今年Java找工作异常艰难，希望大家都可以度过这个寒冬。加油！！！
上記のサンプル コード: Java メモリ レイアウト興味のある学生は、ダウンロードして実行できます。