对象大小的计算

正如笔者看的这篇文章所描述的一样，当我们试图获取一个JVM中的对象实际占用的空间大小时。通常使用的方法是徒手计算，或者通过gc计算前后内存差来估计对象大小。而今天要介绍的方法——利用Instrumentation来准确获取对象大小的方法——拒绝手算，拒绝估算！

搭建HelloWorld

关键在于获取Instrumentation的实例，通过查看此接口的JavaDoc可以知道有两种方法：

*When a JVM is launched in a way that indicates an agent class. In that case an Instrumentation instance is passed to the premain method of the agent class. * 也就是说在JVM启动的时候会有一个agent类的premain方法会接收到一个Instrumentation实例。这种方法需要我们自己实现一个agent的实现类，并复写premain方法来保存此实例即可。

When a JVM provides a mechanism to start agents sometime after the JVM is launched. In that case an Instrumentation instance is passed to the agentmain method of the agent code. 这种方法其实也是通过agent来获取实例，只不过这里的agent是在JVM启动后才运行起来的。

我们这里通过第一种方法来做一个Demo,简单概括以下流程:

1. 编写agent实现类，在类中覆写premain()，并打成jar包(在这里就是AgentClass-jar-with-dependencies.jar)。注意在打包的时候需要修改META-INF/MANIFEST.MF文件增加一行

Premain-Class: MyAgent

在这里我们是通过maven的maven-assembly-plugin插件来实现的修改的。更多关于META-INF/MANIFEST.MF可以看这篇文章。

编写调用Instrumentation实例的测试类

通过-javaagent:jar/AgentClass-jar-with-dependencies.jar参数启动测试类

注意：因为在jdk6之后默认开启了指针压缩，为了方便理解，最好在启动的时候加入-XX:-UseCompressedOops关闭之。

详细的代码结构：

.

├── jar

│   └── AgentClass-jar-with-dependencies.jar

├── pom.xml

└── src

└── main

└── java

├── MyAgent.java

└── TestSize.java

/*MyAgent.java*/

import java.lang.instrument.Instrumentation;

public class MyAgent {

private static Instrumentation inst;

/**

* 这个方法必须写，在agent调用时会被启用

*/

public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instP) {

System.out.println("On premain, agentArgs: [" + agentArgs + "]");

inst = instP;

}

/**

* 用来测量java对象的大小,调用了Instrumentation实例方法

*/

public static long sizeOf(Object o) {

if(inst == null) {

throw new IllegalStateException("Can not access instrumentation environment.\n" +

"Please check if jar file containing SizeOfAgent class is \n" +

"specified in the java's \"-javaagent\" command line argument.");

}

return inst.getObjectSize(o);

}

}

/*pom.xml*/

AgentClass

org.apache.maven.plugins

maven-assembly-plugin

2.5.5

MyAgent

jar-with-dependencies

make-assembly

package

single

/*TestSize.java*/

public class TestSize {

public void test(){

System.out.println("int:\t" + MyAgent.sizeOf(1));//输出为16

}

public static void main(String []args) {

new TestSize().test();

}

}

到这里我们就完成了一个简单的HelloWorld，如果想要深入了解Instrumentation的细节，参考另一篇文章。下面我们继续来看我们得到的实验结果。

对象空间结构

普通对象结构

在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)。如下图所示：

对象头：包含两个部分，第一部分markword,用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机(未开启压缩指针)中分别为32bit和64bit，官方称它为“MarkWord”。第二部分是klass,类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例，同样在32位和64位的虚拟机(未开启压缩指针)中分别为32bit和64bit。

对象实际数据：为实际在堆中分配了内存的类属性。

对齐填充：HotSpot VM的自动内存管理系统要求所有的对象起始位置必须是8的整数倍，所以对于不足n*8byte的对象进行填充对齐。

有了以上的信息，我们就可以进行更多的假设校验了，(以下数据来自64位jvm，关闭指针压缩)

类定义

大小(bytes)

说明

public class SimpleVainClass{}

16

仅包含对象头

(int)1

24

猜测本来一个基础类型int仅包含4字节，但是因为转成了对象，加了一个对象头的大小16字节，补齐为24

Integer(1)

24

同上

public class SimpleClassWithInt{ private int i = 3;}

32

按理应该是对象头16字节 + int对象指针8字节 = 24字节，为什么这里出现32字节？？望高人指教