JVM (九) 指针压缩原理-计算对象大小

前言：

Oop-Klass 体系回顾，在 JVM 第一篇中讲过了这部分内容，今天的内容也涉及，回顾一下。

ooPDesc

---------MarkOopDesc:存放锁的信息，分代年龄等等

---------InstanceOopDesc:非数组对象

---------arrayOopDesc:数组对象

-----typeArrayOopDesc:基本数据类型数组，对应的有个存放基本数据类型数组元信息的 TypeArrayKlass。

-----objArrayOopDesc:引用数据类型数组，对应有个 objArrayKlass 存放引用类型的元信息。

我们这里再举个例子，通过 HSDB 查看在 JVM 中的对象。

 

启动 HSDB,在 jdk1.8/lib 下执行：java -cp sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB

选择 main 线程，打开 stack memroy

第一个就是我们定义的 Position 对象的地址，第二个是字节数组，第三个是 char 数组。

 

我们 Inspector 查看 Position 对象。第一部分就是 Oop，在对象里面有元数据类型的 InstanceKlass。

这里有个重要的点就是:_layout_helper 参数。

1：如果是非数组对象，这个大小指的就是类生成的对象的大小。

2：如果是数组对象，是个负值。

3：等于 0 的话，？

 

内存布局

我之前写过一篇博客里面提到了这部分内容：https://blog.csdn.net/A7_A8_A9/article/details/105730007?spm=1001.2014.3001.5501

 

 

 

补充：针对上面的内存布局，这里有几点需要说明。

1：对象头中类型指针-class pointer 它是指向 instanceklass 在方法区的地址，如果开启指针压缩的情况下是占 4B，如果不开启是占 8B。

2：如果对象不是数组，对象头中的数组长度占 0B。是数组的话占 4 字节，因此数组的长度最大为 2 的 32 次方-1.

3：实例数据中 char 类型数据在 c++中是用 short 表示的，所以占两个字节。

4：实例数据中的引用数据类型，如果开启指针压缩占 4B,不开启指针压缩占 8B。

计算对象大小

指针压缩从 jdk1.6 之后是默认开启的。可以通过参数控制。

-XX:+UseCompressedOops/-XX:-UseCompressedOops

可以引用：这个依赖来打印对象布局大小。

<dependency>
            <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
            <artifactId>jol-core</artifactId>
            <version>0.10</version>
        </dependency>

1：没有实例数据的对象

测试代码：

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) {
        TestClass tes1= new TestClass();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(tes1).toPrintable());
    }
}

结果：一共占 16 字节。

 

我们算下，这个 16 是怎么来的。其实很简单就是：对象头 8B+类型指针（压缩）4B+数组长度 0B+实例数据 0B+4B（对齐填充）=16B

不开启指针压缩就是：对象头 8B+类型指针（不开启指针压缩）8B+数组长度 0B+实例数据 0B=16B 没有了对齐填充也是 16B

2：有实例数据

我们给 TestClass 加两个实例属性。

public class TestClass {
    int i=2;
    String name="阿三";
    public static void main(String[] args) {
        TestClass tes1= new TestClass();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(tes1).toPrintable());
    }
}

开启指针压缩：

Mark Word 8B+类型指针 4B(压缩)+数组长度 0B+实例数据 int 4B+引用数据类型 4B(压缩)+4B(对齐填充)=24B

我们看下运行结果：

 

关闭指针压缩：

对象头 8B+类型指针 8B(压缩)+数组长度 0B+实例数据 int 4B+引用数据类型 8B(压缩)+4B(对齐填充)=32B

运行结果：

 

指针压缩

开启指针压缩是为了节省内存，寻址效率有些提高。

指针压缩的原理：

假如分配的内存从 0 开始且顺序存储，三个对象分别： test1=16B test2=24B test3=32B, 三个地址分别：test1=00000, test2=16(十进制) /10000(二进制)，test3=40(十进制) 101000（二进制）。

我们都知道 java 中的对象都是 8 字节对齐的，8 字节对齐有一个特点就是 1 000,发现了吗 所有对象的指针后三位总是 0。这就是指针压缩的点。

压缩原理就是两句话：

1：存储的时候，后三位抹除 0.

就变成：test1=00，test2=10

2：使用的时候，后三位补 0.

它的指针不再表示对象在内存中的精确位置，而是表示 偏移量 。这意味着 32 位的指针可以引用 40 亿个 对象 ， 而不是 40 亿个字节。最终， 也就是说堆内存增长到 32 GB 的物理内存，也可以用 32 位的指针表示。

使用 HSDB 查看指针压缩现象：

示例代码：

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) {
        Position position = new Position(1, 2, 3);
        while(true);
    }
}

关闭指针压缩：

 

对象地址：

 

打开指针压缩：

 

对象大小明显变小了，而且 klass 属性也不一样了。

这是因为在 OopDesc 中，指针压缩和不压缩 klass 存储在不同的地方。

 

 

JVM 调优基础知识

1：上线前对 JVM 进行预估调优

2：上线后小规模调优

3：OOM,full GC 频繁调优

主要调什么？

1：方法区

2：虚拟机栈

3：堆区

4：热点代码缓冲区