一文了解 JVM 对象内存布局及内存分配规则

后端

2023-10-17 16:17:24

一文了解 JVM 对象内存布局以及内存分配规则

引言

了解对象在 JVM 中的内存布局至关重要，因为它决定了对象的存储方式、访问方式以及性能。本文将深入探讨 JVM 对象内存布局及其分配规则，帮助您深入理解 JVM 内存管理的奥秘。

对象内存布局

在 HotSpot 虚拟机中，对象的内存布局通常分为三个区域：

对象头（Header） ：存储对象的基本信息，如对象的哈希码、GC 分代年龄等。
实例数据（Instance Data） ：存储对象的实际数据，即对象实例化时分配的值。
对齐填充（Padding） ：用于对齐对象大小，确保对象在内存中对齐存储，提高访问效率。

内存分配规则

JVM 采用不同的内存分配策略来管理不同类型的对象：

新生代 ：新创建的对象最初被分配在新生代。新生代采用 复制收集算法 ，当新生代空间不足时，将存活的对象复制到老年代。
老年代 ：无法在新生代中晋升或长期存活的对象会被分配到老年代。老年代采用 标记清除算法 ，回收不再被引用的对象。
大对象 ：大于特定阈值（默认为 256KB）的对象会被直接分配到老年代。这是因为大对象在新生代中可能会导致频繁的 GC。
永久代 ：用于存储元数据，如类定义、方法等。在 Java 8 及以后版本中，永久代已被 元空间 取代，元空间是堆外内存区域。

示例

考虑以下 Java 对象：

public class Person {
    private int age;
    private String name;
}

该对象的内存布局可能如下：

+---------------------------+
| 对象头（12 字节）         |
+---------------------------+
| 年龄（4 字节）             |
+---------------------------+
| 名称（4 字节，指向堆中的字符串） |
+---------------------------+
| 对齐填充（8 字节）         |
+---------------------------+

优化建议

以下是一些优化 JVM 对象内存布局和内存分配策略的建议：