作者：李小武
來源：http://blog.lichengwu.cn/java/2014/01/05/building-memory-efficient-javabean/

• 一個Java對象到底有多大？
• Java對象結構
• 節約內存原則
• (1)儘量使用基本類型，而不是包裝類型。
• (2)斟酌欄位類型，在滿足容量前提下，儘量用小欄位。
• (3)如果可能，儘量用數組，少用集合。
• (4)小技巧。
• 總結

編寫Java代碼的時候，大多數情況下，我們很少關注一個Java對象究竟有多大(占據多少內存)，更多的是關注業務與邏輯。但是殊不知，在我們不經意間，大量的內存被無形地浪費了。

一個Java對象到底有多大？

想要精確計算一個Java對象占用的內存，首先要了解Java對象的結構表示。

Java對象結構

一個Java對象在Heap的表示，可以分為三部分：

• Object Header
• Class Pointer
• Fields

每個普通Java對象在堆(heap)中都有一個頭信息(object header)，頭信息是必不可少的，記錄著對象的狀態。

32位與64位占用空間不同，在32位中：

hash(25)+age(4)+lock(3)=32bit

64位中：

unused(25+1)+hash(31)+age(4)+lock(3)=64bit

我們知道，在Java中，一切皆對象；每個類都有一個父類，Class Pointer就是當前對象父類的一個指針，在32位系統中，這個指針為4byte；在64位系統中，如果開啟指針壓縮(-XX:+UseCompressedOops)或者JVM堆的最大值小於32G，這個指針也是4byte，否則是8byte。

關於欄位(Fields)，這裡指的是類的實例欄位；也就是說不包括靜態欄位，因為這個欄位是共享內存的，只會存在一份。

下面以32位系統為例子，計算一下java.lang.Integer到底占用多大內存：

Object Header 和 Pointer 都是固定的，4+4=8byte；再看看欄位，只有這一個，表示數值：

/**
 * The value of the Integer.
 *
 * @serial
 */
private final int value;

一個int在java中占據4byte，所以Integer的大小為4+4+4=12byte。

這個結果對嗎？不對！還有一點沒有說：在java，對象占用的heap大小是8位對齊的，上面的12byte沒有對齊，所以需要補位4byte。結果是16byte！

另外，在Java中還有一種特殊的對象，數組！沒錯，這個對象有點特殊，它比其他對象多了一個屬性：長度(length)。所以我們計算數組長度的時候，需要額外加上一個長度的欄位，即一個int的大小。

例如：int[] arr = new int[10];

arr的占用heap大小為：

4(object header)+4(pointer)+4(length)+4*10(10個int大小)=52byte 由於需要8位對齊，所以最終大小為`56byte`。

節約內存原則

在了解了對象的內存使用情況後，我們可以簡單算一筆帳。一個java.lang.Integer占用16byte，而一個int占用4byte，4:1的比例！也就是說整數的類類型是基本類型內存的4倍！由此我們得出第一個節約內存的原則：

(1)儘量使用基本類型，而不是包裝類型。

資料庫建表的時候欄位類型需要仔細推敲，同樣JavaBean中的屬性欄位類型也需要仔細斟酌。不要吝嗇使用short，byte，boolean，如果短類型能放下數據，儘量不要使用更長的類型。一個long比一個int才多4byte，但是你要想，如果內存中有100W個long，那就白白浪費了約4MB空間，不要小看這一點點的空間浪費，因為隨便一個跑著在線應用的JVM中，對象都能達到上千萬！內存是節省出來的。所以：

(2)斟酌欄位類型，在滿足容量前提下，儘量用小欄位。

你知道一個ArrayList集合，如果裡面放了10個數字，占用多少內存嗎？讓我們算算：

ArrayList中有兩個欄位：

Object Header占4byte，Pointer占4byte，一個int欄位(size)占4byte，elementData數組本身占12(4+4+4)，數組中10個Integer對象占10×16。所以整個集合空間大小為4+4+4+12+160=184byte。

如果我們用int[]代替集合呢，12+4×10=52byte，對其後56byte。

集合跟數組的比例是184:56，超過3:1了！

所以我們的第三個建議是：

(3)如果可能，儘量用數組，少用集合。

數組中是可以使用基本類型的，但是集合中只能放包裝類型！

如果實在需要使用集合，推薦一個比較節約內存的集合工具，fastutil。這裡面包含了JKD集合中絕大部分的實現，而且比較省內存。

(4)小技巧。

在上面的三個原則基礎上，提供兩個小技巧。

• 時間用long/int表示，不用Date或者String。
• 短字符串如果能窮舉或者轉換成ascii表示，可以用long或者int表示。

小技巧跟具體的場景是數據有關係，可以根據實際情況進行激進優化節省內存。

總結

性能和可讀性向來就有些矛盾，在這裡也是，為了節約內存，不得不進行取捨，代碼醜陋了一些，可讀性差了一些，還好能省下一些內存。上面的原則在確實需要節約內存的時候，不妨可以試試！