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kangzye的博客

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日志

 
 

关于Java占用内存的研究  

2010-10-15 10:47:42|  分类: java |  标签: |举报 |字号 订阅

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最近对程序占用内存方面做了一些优化,取得了不错的效果,总结了一些经验
简要说一下,相信会对大家写出优质的程序有所帮助
下面的论述针对32位系统,对64位系统不适用,后叙

经常你写了一个程序,一测试,功能没问题,一看内存占用也不多,就不去考虑其它的东西了。但可能程序使用了一个什么数据结构,会当数据规模变大时,内存占用激增。

基本&&关键的问题是,Java里各种东东占多少内存?????????

对于primitive类型,有8个
byte short int long float double char boolean 它们的长度分别是
1  2  4  8  4  8  2 1
这个不罗嗦了,举例来说
long[] data=new long[1000];
占用内存  8*1000 bytes
此外,data本身是一个Object,也占用内存若干,后叙,当然它针对  8*1000来说,忽略不计

再说Object的占用,在说这个之前,先说说引用,一惯的说法是
Java里没有指针了,只有引用,引用是安全的

这个说法没错,但是从机理上来说,引用就是指针,只是jvm对指针的使用检查和限制很多,这个引用/指针变得很安全

直接来结论:一个引用占4byte ,在32位系统上

Object obj=null;        //4byte
Object[] objs=new Object[1000]; //至少4*1000byte

你看我定义了一个 obj,还是null,就占4byte
定义了一个 objs,1000个元素,但都是null啊,就都每个占4byte
是的!!!!!
虽然obj==null,但它已经是 一个引用,或者说一个指针了
指针也要占地方啊!!!!啊!!!!啊!!!!

接下来,直接给另一个结论: Object占8byte,注意,纯Object

Object obj=new Object();  //多少????

8byte?? 错!! 12byte,忘了还有一个引用,8byte是Object的内容
记住  Object obj=new Object(); 占12byte

Object[] objs=new Object[1000];
for(int i=0;i<1000;i++) {
  objs[i]=new Object();
}

至少占用  12*1000 bytes

推论: Object占12bytes,似乎和上面的结论矛盾??!!
没有!! 不管Object,没有被垃圾回收之前,总得被别人引用吧?
总的有指针指它吧?  既然指,那个引用or指针就要占地方啊 4byte
加起来是12byte,反正一个Object至少 12bytes

还是直接给结论,推导的过程我就都包办了,咱不是脏活累活抢着干么!!
一个Integer占 16 bytes

这时您可能会有疑问,Integer=Object+int,就是:
public class Integer {
  public int value;
}
Integer应该占 8+4=12 bytes啊
你说的有道理,但是jvm对所有的Object有限制!!
这个限制被我发现了,就是不管什么Object占的空间,要是8的倍数
12不是8的倍数,只能是16了!!!

推论:Byte也占16bytes!!!!!!!!!!!

问:
Byte[] bytes=new Byte[1000];
占用空间多少?
答:  约为(至少为) (16+4)*1000 bytes
好家伙!!!!!!!!


论题:数组空间占用怎么算?
我这里直接给结论了,推导这个花了更长的时间:
对于数组来说,数组这个Object有一个length属性,数组的元素相当于其成员
public class Array {
  public int length;
  //... 其它成员
}
对于数组,我们不是直接可以取length属性么,源于此

public byte[] bytes=new byte[1000];
System.out.println(bytes.length);  // 看,有length属性
上面的bytes换算过来是:
public class Array {
 public int length;
 public byte byte0;
 public byte byte1;
 ...
 public byte byte999;
}
上面的bytes占用的内存是:
4+[8+4 + 1*1000] = 4+ [1012]=4+1016=1020
4是 bytes这个引用,8是Object基占的,4是length属性占的
1000是1000个成员占的,本来是 1012,但要求是8的倍数,变成 1016了
总共是 1020
再如:
byte[] bytes=new byte[4];
的内存占用是:
4+[8+4+4*1]=4+[16]=20;

byte[] bytes=new byte[3];  也是 20

对于元素是Object的数组,Object也是当作其成员,(注意只有引用这个数组的空间,这个可以推到普通Class上)

Byte[] bytes=new Byte[1000];
这个 bytes的定义相当于:
public class Array {
  public int length;
  public Byte byte0;
  .....
  public Byte byte999;
}
占用空间是:
4+[8+4+4*1000]+16*1000= 4+ 4016 + 16000  = 你自己算吧

推论:千万不要用  Byte[]  有20倍的差距!!!!!!!


你可能一下子没明白过来,没关系多琢磨一下,对于普通的class来说
,内容占用就是基加成员的占用,Object成员只记引用
public class Abc {
   public int n;
   public byte b;
   public Object obj;
}
它的内容占用是: [8+4+1+4]=24
所以  Abc one=new Abc()的占用是 4+24=28
提醒:对于 Abc的成员 obj没有计,如果要计入的话,循环这个过程就可以了。(琢磨一下)

举例:

public class Abc {
   public byte b;
   public Object obj=null;
}

public class Def {
   public int n;
   public byte b;
   public Abc obj=new Abc();
}
问:
Def one=new Def(); //占多少?
答:
4+[8+4+1+4]+[8+1+4]=4+24+16=44


public class Abc {
   public byte b;
   public Object obj=null;
}

public class Def {
   public int n;
   public byte b;
   public Abc[] objs=new Abc[100];
   {
      for(int i=0;i<10;i++) {
         objs[i]=new Abc();
      }
   }
}
问:
Def one=new Def(); //占多少?
答:
kao,一下我也算不出来,不过我写了程序,可以算出来,你给它一个Object,它就能递归的算出总共占了多少内存,这个程序不复杂,你也可以写出来。我等机会合适了再放出。

单独说一下String,String的结构是:
public class String {
    private final char value[];
    private final int offset;
    private final int count;
    private int hash; // Default to 0
}
所以,不考虑那个char[]的占用,一个String最少占用 [8+4+4+4+4]=24bytes
加上引用,共28bytes
所以
String s="";
占用28bytes!!!!! 尽管它的长度为0
如果精确的算,加上引用一个String的占用是
4+24+[8+4+2*length]
String s=""; 的占用是  28+16=  44
String s="ab" 的占用是  28+16= 44
String s="abc" 的占用是 28+24 = 52

要说的是,String是常用的类,这么看,String耗内存很多,所以jvm有优化,同样的内容尽量重用,所以除了28是必须的外,那个char[] 很可能一样
比方说
String[] s=new String[1000];
for(int i=0;i<1000;i++) {
   s[i]=new String("abcdefasdjflksadjflkasdfj");
}
的占用的数量级是  28*1000,那 1000个字符串本身基本上不占内存,只有一份!!!!!!
反正String 至少是 28,最多也可能是28!!!!!!!!


比较占内存的数据结构,这个很重要:
基本上就是  primitive的包装

实例:
我以前用一个
 Hashtable的结构,有100万个元素
改为String[]+int[]后,内存占用改观不少,速度也很快
100万的String[] 快排一下,也就2秒多,查找用2分,和hash也差不多少

转自:http://www.68design.net/Development/JSP/31005-1.html

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