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Java中sizeof的使用

在Java编程语言中，sizeof并不是一个内置的函数或操作符，因为Java是一种高级语言，它不直接与底层内存操作交互，如果你是在谈论在Java中获取对象或数组所占内存大小,我们可以通过一些间接的方式来达到类似的效果。

Java中的内存占用

Java中的对象和数组在内存中的占用不仅仅取决于它们所包含的数据类型的大小，还包括了对象头（Object Header）和可能的填充（Padding）。

对象头

对象头通常包含以下信息：

• Mark Word：包含对象的哈希码、锁状态、分代年龄等信息。
• Class Pointer：指向对象类元数据的指针。

填充

为了满足内存对齐的要求,对象之间可能会有填充的空间。

获取对象大小

以下是一些在Java中获取对象大小的常用方法：

使用Object.getClass().getDeclaredFields()方法

public class SizeOfExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        Class<?> clazz = obj.getClass();
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        int size = 0;
        for (Field field : fields) {
            size += field.getType().getDeclaredField("size").getInt(null);
        }
        System.out.println("Size of " + clazz.getName() + ": " + (size + 16)); // 加16是因为对象头的大小
    }
}
class MyClass {
    int a;
    double b;
    String c;
}

使用Runtime类

public class SizeOfExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
        long usedMemory = runtime.totalMemory() - runtime.freeMemory();
        System.out.println("Used memory: " + usedMemory);
    }
}

使用反射API

public class SizeOfExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();
        ReflectionFactory factory = ReflectionFactory.getReflectionFactory();
        MethodHandle mh = factory.newMethodHandle(MyClass.class, "getSize", int.class);
        int size = (int) mh.invokeExact(obj);
        System.out.println("Size of " + MyClass.class.getName() + ": " + size);
    }
}
class MyClass {
    private static native int getSize();
}

经验案例

假设我们有一个自定义的类Person,我们想要计算它的内存占用。

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private double height;
}
public class SizeOfExample {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.name = "John Doe";
        person.age = 30;
        person.height = 5.9;
        int size = calculateSize(person);
        System.out.println("Size of Person: " + size);
    }
    private static int calculateSize(Object obj) {
        Class<?> clazz = obj.getClass();
        int size = 0;
        while (clazz != null) {
            Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                size += field.getType().getDeclaredField("size").getInt(null);
            }
            clazz = clazz.getSuperclass();
        }
        return size + 16; // 加16是因为对象头的大小
    }
}

FAQs

Q1：为什么Java中没有直接的sizeof操作符？ A1：Java是一种高级语言，它提供了自动内存管理，因此不需要直接操作内存大小。sizeof通常用于低级语言，如C或C++,这些语言允许更直接的内存操作。

Q2：如何确保上述方法计算的内存大小是准确的？ A2：确保内存大小计算准确需要考虑对象头的大小和可能的填充，上述方法通过反射获取字段的大小，并加上对象头的大小来估算总大小，这个值可能不是完全准确的，因为它没有考虑运行时数据（如锁状态）的变化。

国内详细文献权威来源

《Java虚拟机规范》 《深入理解Java虚拟机》 《Java编程思想》 《Java核心技术》