淺談JVM中的JOL
JOL簡介
JOL的全稱是Java Object Layout。是一個用來分析JVM中Object佈局的小工具。包括Object在內存中的占用情況，實例對象的引用情況等等。
JOL可以在代碼中使用，也可以獨立的以命令行中運行。命令行的我這裡就不具體介紹瞭，今天主要講解怎麼在代碼中使用JOL。
使用JOL需要添加maven依賴：
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jol</groupId>
<artifactId>jol-core</artifactId>
<version>0.10</version>
</dependency>
添加完依賴，我們就可以使用瞭。
使用JOL分析VM信息
首先我們看下怎麼使用JOL來分析JVM的信息，代碼非常非常簡單：
log.info("{}", VM.current().details());
輸出結果：
# Running 64-bit HotSpot VM.
# Using compressed oop with 3-bit shift.
# Using compressed klass with 3-bit shift.
# WARNING | Compressed references base/shifts are guessed by the experiment!
# WARNING | Therefore, computed addresses are just guesses, and ARE NOT RELIABLE.
# WARNING | Make sure to attach Serviceability Agent to get the reliable addresses.
# Objects are 8 bytes aligned.
# Field sizes by type: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]
# Array element sizes: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]
上面的輸出中，我們可以看到：Objects are 8 bytes aligned，這意味著所有的對象分配的字節都是8的整數倍。
使用JOL分析String
上面的都不是重點，重點是怎麼使用JOL來分成class和Instance信息。
其實java中的對象，除瞭數組，其他對象的大小應該都是固定的。我們先舉一個最最常用的字符串來看一下：
log.info("{}",ClassLayout.parseClass(String.class).toPrintable());
上面的例子中，我們使用ClassLayout來解析一個String類，先看下輸出：
[main] INFO com.flydean.JolUsage – java.lang.String object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 12 (object header) N/A
12 4 byte[] String.value N/A
16 4 int String.hash N/A
20 1 byte String.coder N/A
21 1 boolean String.hashIsZero N/A
22 2 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 2 bytes external = 2 bytes total
先解釋下各個字段的含義，OFFSET是偏移量，也就是到這個字段位置所占用的byte數，SIZE是後面類型的大小，TYPE是Class中定義的類型，DESCRIPTION是類型的描述，VALUE是TYPE在內存中的值。
分析下上面的輸出，我們可以得出，String類中占用空間的有5部分，第一部分是對象頭，占12個字節，第二部分是byte數組，占用4個字節，第三部分是int表示的hash值，占4個字節，第四部分是byte表示的coder，占1個字節，最後一個是boolean表示的hashIsZero，占1個字節，總共22個字節。但是JVM中對象內存的分配必須是8字節的整數倍，所以要補全2字節，最後String類的總大小是24字節。
如果字符串裡面存瞭很多很多數據，那麼對象的大小還是24字節嗎？
這個問題問得非常有水平，下面我們就來看看怎麼使用JOL來解析String對象的信息：
log.info("{}",ClassLayout.parseInstance("www.flydean.com").toPrintable());
上面的例子，我們使用瞭parseInstance而不是parseClass來解析String實例的信息。
輸出結果：
[main] INFO com.flydean.JolUsage – java.lang.String object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 01 c2 63 a2 (00000001 11000010 01100011 10100010) (-1570520575)
4 4 (object header) 0c 00 00 00 (00001100 00000000 00000000 00000000) (12)
8 4 (object header) 77 1a 06 00 (01110111 00011010 00000110 00000000) (399991)
12 4 byte[] String.value [119, 119, 119, 46, 102, 108, 121, 100, 101, 97, 110, 46, 99, 111, 109]
16 4 int String.hash 0
20 1 byte String.coder 0
21 1 boolean String.hashIsZero false
22 2 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 2 bytes external = 2 bytes total
先看結論，和String Class一樣，這個String對象確實隻占24字節。
實例的解析和Class解析的結果差不多，因為是實例對象，所以多瞭VALUE的值。
我們知道在JDK9之後，String的底層存儲從Char[] 變成瞭Byte[]用於節約String的存儲空間。上面的輸出中，我們可以看到String.value值確實很長，但是保存在String中的隻是Byte數組的引用地址，所以4字節就夠瞭。
使用JOL分析數組
雖然String的大小是不變的，但是其底層數組的大小是可變的。我們再舉個例子：
log.info("{}",ClassLayout.parseClass(byte[].class).toPrintable());
輸出結果：
[main] INFO com.flydean.JolUsage – [B object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 16 (object header) N/A
16 0 byte [B.<elements> N/A
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
類的解析結果，可以看到Byte數組占16個字節。
再看實例的情況：
log.info("{}",ClassLayout.parseInstance("www.flydean.com".getBytes()).toPrintable());
輸出結果：
[main] INFO com.flydean.JolUsage – [B 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) 22 13 07 00 (00100010 00010011 00000111 00000000) (463650)
12 4 (object header) 0f 00 00 00 (00001111 00000000 00000000 00000000) (15)
16 15 byte [B.<elements> N/A
31 1 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 32 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 1 bytes external = 1 bytes total
可以看到數組的大小真的變化瞭，這次變成瞭32字節。
使用JOL分析自動裝箱
我們知道，java中的基本類型都有一個和它對於的Object類型，比如long和Long，下面我們來分析下他們兩個在JVM中的內存區別：
log.info("{}",ClassLayout.parseClass(Long.class).toPrintable());
輸出結果：
[main] INFO com.flydean.JolUsage – java.lang.Long object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 12 (object header) N/A
12 4 (alignment/padding gap)
16 8 long Long.value N/A
Instance size: 24 bytes
Space losses: 4 bytes internal + 0 bytes external = 4 bytes total
可以看到1個Long對象是占24個字節的，但是其中真正存儲long的value隻占8個字節。
看一個實例：
log.info("{}",ClassLayout.parseInstance(1234567890111112L).toPrintable());
輸出結果：
[main] INFO com.flydean.JolUsage – java.lang.Long object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
4 4 (object header) 00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
8 4 (object header) 9a 15 00 00 (10011010 00010101 00000000 00000000) (5530)
12 4 (alignment/padding gap)
16 8 long Long.value 1234567890111112
Instance size: 24 bytes
Space losses: 4 bytes internal + 0 bytes external = 4 bytes total
使用JOL分析引用關系
上面我們使用JOL分析的是class內部的空間使用情況，那麼如果有外部引用可不可以分析呢？
HashMap hashMap= new HashMap();
hashMap.put("flydean","www.flydean.com");
log.info("{}", GraphLayout.parseInstance(hashMap).toPrintable());
上面我們使用一個不同的layout:GraphLayout,它可以用來分析外部引用情況。
輸出結果：
[main] INFO com.flydean.JolUsage – java.util.HashMap@57d5872cd object externals:
ADDRESS SIZE TYPE PATH VALUE
7875f9028 48 java.util.HashMap (object)
7875f9058 24 java.lang.String .table[14].key (object)
7875f9070 24 [B .table[14].key.value [102, 108, 121, 100, 101, 97, 110]
7875f9088 24 java.lang.String .table[14].value (object)
7875f90a0 32 [B .table[14].value.value [119, 119, 119, 46, 102, 108, 121, 100, 101, 97, 110, 46, 99, 111, 109]
7875f90c0 80 [Ljava.util.HashMap$Node; .table [null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, null, (object), null]
7875f9110 32 java.util.HashMap$Node .table[14] (object)
從結果我們可以看到HashMap本身是占用48字節的，它裡面又引用瞭占用24字節的key和value。
總結
使用JOL可以分析java類和對象，這個對於我們對JVM和java源代碼的理解和實現都是非常有幫助的。
以上就是淺談JVM中的JOL的詳細內容，更多關於JVM中的JOL的資料請關註WalkonNet其它相關文章！
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