Как получить размер объекта в Java

1. Обзор

В отличие от C/C, где мы можем использовать метод sizeof _ () _ для получения размера объекта в байтах, в Java нет реального эквивалента такого метода.

В этой статье мы покажем, как мы можем получить размер определенного объекта.

2. Потребление памяти в Java

Хотя в Java нет оператора sizeof , на самом деле он нам не нужен. Все примитивные типы имеют стандартный размер, и, как правило, нет байтов заполнения или выравнивания. Тем не менее, это не всегда просто.

Хотя примитивы должны вести себя так, как если бы они имели официальные размеры, JVM может хранить данные любым удобным для себя способом, с любым количеством дополнений или накладных расходов ** . Он может хранить boolean[] в 64-битных длинных чанках, таких как BitSet , выделять некоторые временные _Object _ в стеке или полностью оптимизировать некоторые переменные или вызовы методов, заменяя их константами и т. Д. Но, если долго так как программа дает тот же результат, это прекрасно.

Принимая во внимание также влияние аппаратного кэша и кэша ОС (наши данные могут дублироваться на каждом уровне кэша), это означает, что мы можем только приблизительно прогнозировать потребление ОЗУ .

2.1. Объекты, ссылки и классы обертки

Минимальный размер объекта составляет 16 байт для современного 64-разрядного JDK ** , поскольку объект имеет 12-байтовый заголовок, дополненный кратным 8 байтам. В 32-битном JDK служебная информация составляет 8 байтов, дополненная кратным 4 байта.
Ссылки имеют типичный размер 4 байта на 32-битных платформах и на 64-битных платформах ** с границей кучи менее 32 ГБ ( -Xmx32G ) и 8 байтами для этой границы выше 32 ГБ.

Это означает, что 64-битной JVM обычно требуется на 30-50% больше места в куче.

Особенно важно отметить, что упакованные типы, массивы, _String s и другие контейнеры, такие как многомерные массивы, требуют больших затрат памяти, поскольку они добавляют определенные накладные расходы . Например, когда мы сравниваем примитив int (который занимает всего 4 байта) с объектом Integer_, который занимает 16 байтов, мы видим, что объем памяти составляет 300%.

3. Оценка размера объекта с помощью инструментов

Один из способов получить оценку размера объекта в Java - использовать метод getObjectSize (Object) для Instrumentation interface введен в Java 5.

Как мы могли видеть в документации Javadoc, метод обеспечивает «аппроксимацию, зависящую от реализации» размера указанного объекта.

Следует отметить, что существует потенциальное включение в размер служебных данных, и значения могут отличаться во время одного вызова JVM.

Этот подход поддерживает только оценку размера самого рассматриваемого объекта, а не размеры объектов, на которые он ссылается ** . Чтобы оценить общий размер объекта, нам нужен код, который будет проходить по этим ссылкам и вычислять приблизительный размер.

3.1. Создание Инструментовщика

Чтобы вызвать Instrumentation.getObjectSize (Object) , чтобы получить размер объекта, нам нужно сначала получить доступ к экземпляру Instrumentation. Нам нужно использовать инструментальный агент , и есть два способа сделать это, как описано в документации для https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/instrument/package -summary.html[ java.lang.instrument package.]

Инструментальный агент может быть указан через командную строку или мы можем использовать его с уже работающей JVM ** . Мы сосредоточимся на первом.

Чтобы указать агент инструментария через командную строку , нам потребуется реализация перегруженного метода premain , который будет сначала вызываться JVM при использовании инструментария. Кроме того, нам нужно предоставить статический метод, чтобы иметь доступ к Instrumentation.getObjectSize (Object) .

Давайте теперь создадим класс InstrumentationAgent :

public class InstrumentationAgent {
    private static volatile Instrumentation globalInstrumentation;

    public static void premain(final String agentArgs, final Instrumentation inst) {
        globalInstrumentation = inst;
    }

    public static long getObjectSize(final Object object) {
        if (globalInstrumentation == null) {
            throw new IllegalStateException("Agent not initialized.");
        }
        return globalInstrumentation.getObjectSize(object);
    }
}

Прежде чем мы создадим JAR для этого агента, мы должны убедиться, что в него включен простой метафайл MANIFEST.MF ** :

Premain-class: com.baeldung.objectsize.InstrumentationAgent

Теперь мы можем создать агент JAR с включенным файлом MANIFEST.MF. Один из способов через командную строку:

javac InstrumentationAgent.java
jar cmf MANIFEST.MF InstrumentationAgent.jar InstrumentationAgent.class

3.2. Пример класса

Давайте посмотрим на это в действии, создав класс с примерами объектов, которые будут использовать наш класс агента:

public class InstrumentationExample {

    public static void printObjectSize(Object object) {
        System.out.println("Object type: " + object.getClass() +
          ", size: " + InstrumentationAgent.getObjectSize(object) + " bytes");
    }

    public static void main(String[]arguments) {
        String emptyString = "";
        String string = "Estimating Object Size Using Instrumentation";
        String[]stringArray = { emptyString, string, "com.baeldung" };
        String[]anotherStringArray = new String[100];
        List<String> stringList = new ArrayList<>();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(100);
        int maxIntPrimitive = Integer.MAX__VALUE;
        int minIntPrimitive = Integer.MIN__VALUE;
        Integer maxInteger = Integer.MAX__VALUE;
        Integer minInteger = Integer.MIN__VALUE;
        long zeroLong = 0L;
        double zeroDouble = 0.0;
        boolean falseBoolean = false;
        Object object = new Object();

        class EmptyClass {
        }
        EmptyClass emptyClass = new EmptyClass();

        class StringClass {
            public String s;
        }
        StringClass stringClass = new StringClass();

        printObjectSize(emptyString);
        printObjectSize(string);
        printObjectSize(stringArray);
        printObjectSize(anotherStringArray);
        printObjectSize(stringList);
        printObjectSize(stringBuilder);
        printObjectSize(maxIntPrimitive);
        printObjectSize(minIntPrimitive);
        printObjectSize(maxInteger);
        printObjectSize(minInteger);
        printObjectSize(zeroLong);
        printObjectSize(zeroDouble);
        printObjectSize(falseBoolean);
        printObjectSize(Day.TUESDAY);
        printObjectSize(object);
        printObjectSize(emptyClass);
        printObjectSize(stringClass);
    }

    public enum Day {
        MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
    }
}

Чтобы это работало, нам нужно включить опцию – javaagent с путем к агенту JAR при запуске нашего приложения :

VM Options: -javaagent:"path__to__agent__directory\InstrumentationAgent.jar"

Результат запуска нашего класса покажет нам приблизительные размеры объектов:

Object type: class java.lang.String, size: 24 bytes
Object type: class java.lang.String, size: 24 bytes
Object type: class[Ljava.lang.String;, size: 32 bytes
Object type: class[Ljava.lang.String;, size: 416 bytes
Object type: class java.util.ArrayList, size: 24 bytes
Object type: class java.lang.StringBuilder, size: 24 bytes
Object type: class java.lang.Integer, size: 16 bytes
Object type: class java.lang.Integer, size: 16 bytes
Object type: class java.lang.Integer, size: 16 bytes
Object type: class java.lang.Integer, size: 16 bytes
Object type: class java.lang.Long, size: 24 bytes
Object type: class java.lang.Double, size: 24 bytes
Object type: class java.lang.Boolean, size: 16 bytes
Object type: class com.baeldung.objectsize.InstrumentationExample$Day, size: 24 bytes
Object type: class java.lang.Object, size: 16 bytes
Object type: class com.baeldung.objectsize.InstrumentationExample$1EmptyClass, size: 16 bytes
Object type: class com.baeldung.objectsize.InstrumentationExample$1StringClass, size: 16 bytes

4. Заключение

В этой статье мы описали, как память используется определенными типами в Java, как JVM хранит данные и подчеркнули вещи, которые могут повлиять на общее потребление памяти. Затем мы продемонстрировали, как мы можем на практике получить приблизительный размер объектов Java.

Как всегда, полный код, связанный с этой статьей, можно найти в проекте GitHub .

TOC