java - Java 数组使用多少内存？

Question

我试图找出数组在 JVM 内部使用了多少内存。我为此目的设置了一个程序，这给了我奇怪的结果。

protected static long openMem(){
    System.gc();
    System.runFinalization();
    return Runtime.getRuntime().freeMemory();
}

public static double listSize(int limit){
    long start= openMem();
    Object[] o= new Object[limit];
    for(int i= 0; i<limit; i++ ){
        o[i]= null;
    }
    long end= openMem();
    o= null;
    return (start-end);
}

public static void list(int i){
    for(int y= 0; y<50; y++ ){
        double d= Quantify.listSize(i);
        System.out.println(i+" = "+d+" bytes");
    }
}

public static void main(String ... args){
        list(1);
        list(2);
        list(3);
        list(100);
    }

当我运行这个时，我为每个大小的数组得到两个不同的字节大小，例如:

• 1 = 24.0 字节
• 1 = 208.0 字节
• 1 = 24.0 字节
• 1 = 208.0 字节
• 1 = 208.0 字节
• 1 = 208.0 字节
• 1 = 208.0 字节
• 1 = 24.0 字节

因此，包含 1 个元素的数组仅返回“24 字节”或“208 字节”，并且相同的模式适用于所有其他元素:

1 = 24.0 字节

1 = 208.0 字节

2 = 24.0 字节

2 = 208.0 字节

3 = 32.0 字节

3 = 216.0 字节

100 = 416.0 字节

100 = 600.0 字节

我正在尝试找出原因。我想知道这里的其他人是否 (a) 已经知道答案，或者 (b) 知道如何找到答案。

Answer 1

测量 JVM 上的堆占用率比测量性能更加棘手。首先，存在线程本地分配缓冲区 (TLAB)，它们是一次分配的堆 block ，无论分配的对象大小如何。您应该禁用它们用于测量:-XX:-UseTLAB。此外，您的代码在某些方面做得正确，但其他方面则几乎正确。例如，我建议运行两个 GC；无需运行终结；并在分配之前运行 GC，然后在释放之后运行 GC。您仅在每次测量之前运行它。您还需要使用totalMemory-freeMemory，否则您很容易受到堆大小调整的影响。

总而言之，尝试使用此代码进行测量，它给了我可靠的结果。

class Quantify {
  static final Object[][] arrays = new Object[20][];

  static long takenMem(){
    final Runtime rt = Runtime.getRuntime();
    return rt.totalMemory() - rt.freeMemory();
  }

  static long arraySize(int size){
    System.gc(); System.gc();
    long start = takenMem();
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) arrays[i] = new Object[size];
    final long end = takenMem();
    for (int i = 0; i < arrays.length; i++) arrays[i] = null;
    System.gc(); System.gc();
    return (end - start) / arrays.length;
  }
  public static void main(String... args) {
    for (int i = 1; i <= 20; i++) System.out.println(i+": "+arraySize(i));
  }
}

我得到这个输出:

1: 24
2: 24
3: 32
4: 32
5: 40
6: 40
7: 48
8: 48
9: 56
10: 56
11: 64
12: 64
13: 72
14: 72
15: 80
16: 80
17: 88
18: 88
19: 96
20: 96

这与实际情况一致:由于 header 的开销，最小分配为 24 字节；由于内存对齐问题，大小变化了 8(这对于 64 位 JVM 来说是典型的情况)。