JAVA記憶體佔用

最近對程式佔用記憶體方面做了一些最佳化，取得了不錯的效果，總結了一些經驗
簡要說一下，相信會對大家寫出優質的程式有所協助
下面的論述針對32位系統，對64位系統不適用，後敘

經常你寫了一個程式，一測試，功能沒問題，一看記憶體佔用也不多，就不去考慮其它的東西了。但可能程式使用了一個什麼資料結構，會當資料規模變大時，記憶體佔用激增。

基本&&關鍵的問題是，Java裡各種東東佔多少記憶體？？？？？？？？？

對於primitive類型，有8個
byte short int long float double char boolean 它們的長度分別是
1  2  4  8  4  8  2 1
這個不羅嗦了，舉例來說
long[] data=new long[1000];
佔用記憶體  8*1000 bytes
此外，data本身是一個Object，也佔用記憶體若干，後敘，當然它針對  8*1000來說，忽略不計

再說Object的佔用，在說這個之前，先說說引用，一慣的說法是
Java裡沒有指標了，只有引用，引用是安全的

這個說法沒錯，但是從機理上來說，引用就是指標，只是jvm對指標的使用檢查和限制很多，這個引用/指標變得很安全

直接來結論：一個引用佔4byte ，在32位系統上

Object obj=null;        //4byte
Object[] objs=new Object[1000]; //至少4*1000byte

你看我定義了一個 obj，還是null，就佔4byte
定義了一個 objs,1000個元素，但都是null啊，就都每個佔4byte
是的！！！！！
雖然obj==null，但它已經是 一個引用，或者說一個指標了
指標也要佔地方啊！！！！啊！！！！啊！！！！

接下來，直接給另一個結論： Object佔8byte，注意，純Object

Object obj=new Object();  //多少？？？？

8byte？？ 錯！！ 12byte，忘了還有一個引用，8byte是Object的內容
記住  Object obj=new Object(); 佔12byte

Object[] objs=new Object[1000];
for(int i=0;i<1000;i++) {
  objs[i]=new Object();
}

至少佔用  12*1000 bytes

推論： Object佔12bytes，似乎和上面的結論矛盾？？！！
沒有！！ 不管Object，沒有被記憶體回收之前，總得被別人引用吧？
總的有指標指它吧？  既然指，那個引用or指標就要佔地方啊 4byte
加起來是12byte，反正一個Object至少 12bytes

還是直接給結論，推導的過程我就都包辦了，咱不是髒活累活搶著幹麼！！
一個Integer占 16 bytes

這時您可能會有疑問，Integer=Object+int，就是：
public class Integer {
  public int value;
}
Integer應該占 8+4=12 bytes啊
你說的有道理，但是jvm對所有的Object有限制！！
這個限制被我發現了，就是不管什麼Object占的空間，要是8的倍數
12不是8的倍數，只能是16了！！！

推論：Byte也佔16bytes!!!!!!!!!!!

問：
Byte[] bytes=new Byte[1000];
佔用空間多少？
答：  約為（至少為） (16+4)*1000 bytes
好傢夥！！！！！！！！

論題：數組空間佔用怎麼算？
我這裡直接給結論了，推導這個花了更長的時間：
對於數組來說，數組這個Object有一個length屬性，數組的元素相當於其成員
public class Array {
  public int length;
  //... 其它成員
}
對於數組，我們不是直接可以取length屬性麼，源於此

public byte[] bytes=new byte[1000];
System.out.println(bytes.length);  // 看，有length屬性
上面的bytes換算過來是：
public class Array {
 public int length;
 public byte byte0;
 public byte byte1;
 ...
 public byte byte999;
}
上面的bytes佔用的記憶體是：
4+[8+4 + 1*1000] = 4+ [1012]=4+1016=1020
4是 bytes這個引用，8是Object基占的，4是length屬性占的
1000是1000個成員占的，本來是 1012，但要求是8的倍數，變成 1016了
總共是 1020
再如：
byte[] bytes=new byte[4];
的記憶體佔用是:
4+[8+4+4*1]=4+[16]=20;

byte[] bytes=new byte[3];  也是 20

對於元素是Object的數組，Object也是當作其成員，（注意只有引用這個數組的空間，這個可以推到普通Class上）

Byte[] bytes=new Byte[1000];
這個 bytes的定義相當於:
public class Array {
  public int length;
  public Byte byte0;
  .....
  public Byte byte999;
}
佔用空間是：
4+[8+4+4*1000]+16*1000= 4+ 4016 + 16000  = 你自己算吧

推論：千萬不要用  Byte[]  有20倍的差距！！！！！！！

你可能一下子沒明白過來，沒關係多琢磨一下，對於普通的class來說
，內容佔用就是基加成員的佔用，Object成員只記引用
public class Abc {
   public int n;
   public byte b;
   public Object obj;
}
它的內容佔用是： [8+4+1+4]=24
所以  Abc one=new Abc()的佔用是 4+24=28
提醒：對於 Abc的成員 obj沒有計，如果要計入的話，迴圈這個過程就可以了。（琢磨一下）

舉例：

public class Abc {
   public byte b;
   public Object obj=null;
}

public class Def {
   public int n;
   public byte b;
   public Abc obj=new Abc();
}
問：
Def one=new Def(); //佔多少？
答：
4+[8+4+1+4]+[8+1+4]=4+24+16=44

public class Abc {
   public byte b;
   public Object obj=null;
}

public class Def {
   public int n;
   public byte b;
   public Abc[] objs=new Abc[100];
   {
      for(int i=0;i<10;i++) {
         objs[i]=new Abc();
      }
   }
}
問：
Def one=new Def(); //佔多少？
答：
kao，一下我也算不出來，不過我寫了程式，可以算出來，你給它一個Object，它就能遞迴的算出總共佔了多少記憶體，這個程式不複雜，你也可以寫出來。我等機會合適了再放出。

單獨說一下String，String的結構是：
public class String {
    private final char value[];
    private final int offset;
    private final int count;
    private int hash; // Default to 0
}
所以，不考慮那個char[]的佔用，一個String最少佔用 [8+4+4+4+4]=24bytes
加上引用，共28bytes
所以
String s="";
佔用28bytes！！！！！ 儘管它的長度為0
如果精確的算，加上引用一個String的佔用是
4+24+[8+4+2*length]
String s=""; 的佔用是  28+16=  44
String s="ab" 的佔用是  28+16= 44
String s="abc" 的佔用是 28+24 = 52

要說的是，String是常用的類，這麼看，String耗記憶體很多，所以jvm有最佳化，同樣的內容盡量重用，所以除了28是必須的外，那個char[] 很可能一樣
比方說
String[] s=new String[1000];
for(int i=0;i<1000;i++) {
   s[i]=new String("abcdefasdjflksadjflkasdfj");
}
的佔用的數量級是  28*1000，那 1000個字串本身基本上不佔記憶體，只有一份！！！！！！
反正String 至少是 28,最多也可能是28！！！！！！！！

比較占記憶體的資料結構，這個很重要：
基本上就是  primitive的封裝

執行個體：
我以前用一個
 Hashtable<String,Integer>的結構，有100萬個元素
改為String[]＋int[]後，記憶體佔用改觀不少，速度也很快
100萬的String[] 快排一下，也就2秒多，尋找用2分，和hash也差不多少

完！

說明：
1。 以上結論適用於32位系統，對於64位系統，有很多不同。反正結論是雖然64位系統能用的內容更多了，但相同的程式佔用記憶體也多了不少
2。 上面討論的是類的執行個體佔用的記憶體，沒有考慮靜態變數的佔用。 靜態變數引用的是算在Class資料裡的，內容的佔用和執行個體無關，單獨計算就可以了
3。 以上沒有考慮 Class本身占的記憶體。 Class本身也需要佔地方啊，就是類的結構，以及靜態變數的引用的佔用。但是這個佔用是靜態，不隨執行個體變多而變多的。也不好統計出來，想統計的話，看jvm源碼裡jclass的表示
4。 別人的勞動成果請尊敬，轉載請註明作者zms。