对象的内存布局

创建一个对象，不仅仅是找一块内存区域，然后把对象的值赋值进去那么简单。你想想，当我们 new 一个对象出来的时候，我们可以利用反射获取对象的一些信息。可以通过对象调用其中的一些方法。所以，在内存中，对象不仅仅包含了对象值那么简单，它还包含了更多的信息。

这些信息保存在一个名为 对象头 的结构中。

对象头

一个对象实例，包含了 对象头、实例数据 和 对齐填充。

对象头主要保存了这个实例的一些信息，实例数据保存了其中的实例数据。最后的 对齐填充，只是为了单纯填充空间。

可以从图上看到，对象头主要分为两部分：

• 运行时元数据，保存了对象运行时候的一些数据，如哈希值，GC 年龄，锁的状态等
• 类型指针，保存了记录了类型元数据的指针。

查看对象头

为了查看对象头，我们得借用其他的 jar 包，我们在 maven 中写入：

<dependency>
  <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
  <artifactId>jol-core</artifactId>
  <version>0.8</version>
</dependency>

我们创建一个 Integer 对象：

package heap;

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;

public class ObjectHeader {
    public static void main(String[] args) {
        Integer integer = new Integer(5);
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(integer).toPrintable());
    }
}

输出为：

java.lang.Integer object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           be 22 00 f8 (10111110 00100010 00000000 11111000) (-134208834)
     12     4    int Integer.value                             5
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

从这里我们可以看出，的确一个 Integer 基本数据类型占用 4 个字节。但是整个对象，总共占用 16 个字节。

前面的 12 个字节，就是对象头。

实例数据

实例数据，无非就是存储对象的内容。

我们再来举个例子：

package heap;

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;

import javax.print.DocFlavor;

public class ObjectHeader {
    public static void main(String[] args) {

        String str_new = new String("Hello World");
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(str_new).toPrintable());
        System.out.println(str_new.hashCode());
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(str_new).toPrintable());

    }
}

最后的输出结果：

java.lang.String object internals:
 OFFSET  SIZE     TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4          (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4          (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4          (object header)                           da 02 00 f8 (11011010 00000010 00000000 11111000) (-134216998)
     12     4   char[] String.value                              [H, e, l, l, o,  , W, o, r, l, d]
     16     4      int String.hash                               0
     20     4          (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

-862545276
java.lang.String object internals:
 OFFSET  SIZE     TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4          (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4          (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4          (object header)                           da 02 00 f8 (11011010 00000010 00000000 11111000) (-134216998)
     12     4   char[] String.value                              [H, e, l, l, o,  , W, o, r, l, d]
     16     4      int String.hash                               -862545276
     20     4          (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

可以看到，在 string 实例中，还多了一项 String.hash 值，而且这个 hash 只有在你调用 实例的哈希值之后，才能被真正进行初始化赋值。

对齐填充

因为 hotspot 要求对象的起始地址必须为 8 字节的整数倍。所以，如果对象的内存布局不符合的话，就需要对齐进行补齐操作。

讲完对象的内存布局，我们接下来讲解对象在堆中的创建以及垃圾回收过程。因为对象头中包含了 垃圾回收的相关信息，所以，我们可以边讲边对其进行分析。