Question

在互联网上有各种各样的文章试图在特定的JVM实现中凭经验估计java.lang.Object的开销。例如，我在一些JVM中看到了裸Object estimated at 8 bytes的大小开销。

我想知道的是extends关系的典型JVM实现是否会在类层次结构的每个级别引入增量大小开销。换句话说，假设您有一个具有N级子类的类层次结构。是类实例O（1）还是O（N）？

的内存中表示的开销

我想它是O（1）因为虽然你需要成为Java Object（vtable，类链）的一些隐藏的蓬松东西的大小会随着继承层次结构的增长而增长，但它们会增长每个类，而不是每个实例，JVM实现可以在连接到每个Object的常量大小的头中存储这些实体的常量大小指针。

因此从理论上讲，直接附加到任何Java对象的内存中表示的开销对于继承深度N应该是O（1）。有人知道它在实践中是否正确？

Answer 1

The JVM specification states

Java虚拟机不强制要求任何特定的内部对象的结构。

因此规范并不关心你是如何做到的。但 ...

在Oracle的一些Java虚拟机实现中，a 对类实例的引用是指向自身句柄的指针一对指针：一对包含方法的表 object和指向Class对象的指针，表示类型对象，另一个是从堆分配的内存对象数据。

因此，在典型的Oracle实现中，方法是O（1）。此方法表是每个类的Method Area。

Java虚拟机有一个在所有人之间共享的方法区域 Java虚拟机线程。方法区域类似于存储区域用于传统语言或类似的编译代码到操作系统进程中的“文本”段。它存储每类结构，如运行时常量池，字段和方法数据，以及方法和构造函数的代码，包括在类和实例初始化和中使用的特殊方法（第2.9节）接口初始化。

此外，关于method entries

method_info结构表示由此声明的所有方法类或接口类型，包括实例方法，类方法，实例初始化方法（第2.9节），以及任何类或接口初始化方法（§2.9）。 方法表不包含项目表示从超类继承的方法超接口。

Answer 2

如果有疑问，请查看source（以及 a 来源;每个JVM都可以自由选择如何操作，因为标准不强制要求任何内部表示）。所以我看一下，在JDK 7-u60的热点JVM的实现中找到了following comment：

// A Klass is the part of the klassOop that provides:
//  1: language level class object (method dictionary etc.)
//  2: provide vm dispatch behavior for the object
// Both functions are combined into one C++ class. The toplevel class "Klass"
// implements purpose 1 whereas all subclasses provide extra virtual functions
// for purpose 2.

// One reason for the oop/klass dichotomy in the implementation is
// that we don't want a C++ vtbl pointer in every object.  Thus,
// normal oops don't have any virtual functions.  Instead, they
// forward all "virtual" functions to their klass, which does have
// a vtbl and does the C++ dispatch depending on the object's

我读它的方式，这意味着，对于这个（非常流行的）实现，对象实例只存储指向其类的指针。 具有更长或更短的继承链的类的每个实例的成本实际上是0 。这些类本身确实占用了内存空间（但每个类只有一次）。深度继承链的运行时效率是另一回事。

Answer 3

一个实例通常需要以下数据，尽管它完全取决于实现：

该类及其父类的实例字段，我假设您不意味着包含在术语＆＃34;开销＆＃34;
一些锁定对象的方法
如果垃圾收集器重定位对象，则有一些方法可以记录对象的原始哈希值（对于Object.hashCode）
访问类型信息的一些方法

正如您在问题中所猜测的那样，在正常情况下，＃34; Java实现类型信息是按类存储的，而不是每个实例存储的。＆＃34; type＆＃34;的定义的一部分;是同一类的两个实例必然具有相同的类型信息，没有明显的理由不共享它。所以你会期望每个实例的开销是恒定的，而不是依赖于类层次结构。

也就是说，向类中添加额外的空类或接口不应该增加其实例的大小。我不认为语言或JVM规范实际上保证了这一点，所以不要对什么是非正常的＆＃34;做出太多的假设。允许Java实现。

顺便说一下，我列表中的第二个和第三个东西可以通过狡猾的技巧组合在一起，这样它们就可以组成一个指针。你链接的文章是指引用4个字节的引用，因此它为对象提供的8个字节是一个指向类型信息的指针，一个字段包含哈希码或指向监视器的指针，可能是这些指针字段中的一个或两个的最低2位中的一些标志。 Object将（您预期）在64位Java上更大。

Answer 4

Double和Integer，它扩展了Number，它扩展了Object，没有O（n）行为，也就是说，Integer的大小不是Object的3倍，所以我认为答案是O（1）。例如见this old SO question

Answer 5

理论上，直接附加到任何Java对象的内存中表示的开销对于继承深度N应该是O（1）。有人知道它在实践中是否正确？

除非每个级别都有零实例成员，否则它不能是O（1）。每个实例成员每个实例都需要空间。

Java继承的大小成本是多少？

5 个答案: