这个问题一般会出现在稍微高端一点的 Java 面试环节。要求面试者不仅对 Java 基础知识熟悉，更重要的是要了解内存模型。

Java 对象模型

在 Hotspot VM 中，对象在内存中的存储布局分为 3 块区域：

• 对象头（Header）

对象头又包括三部分：MarkWord、元数据指针、数组长度。

1. MarkWord：用于存储对象运行时的数据，好比 HashCode、锁状态标志、GC分代年龄等。这部分在 64 位操作系统下占 8 字节，32 位操作系统下占 4 字节。
2. 元数据指针：对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪一个类的实例。这部分就涉及到指针压缩的概念，在开启指针压缩的状况下占 4 字节，未开启状况下占 8 字节。
3. 数组长度：这部分只有是数组对象才有，若是是非数组对象就没这部分。这部分占 4 字节。

• 实例数据（Instance Data）

用于存储对象中的各类类型的字段信息（包括从父类继承来的）

• 对齐填充（Padding）

Java 对象的大小默认是按照 8 字节对齐，也就是说 Java 对象的大小必须是 8 字节的倍数

为何非要进行 8 字节对齐呢？

由于 CPU 进行内存访问时，一次寻址的指针大小是 8 字节，正好也是 L1 缓存行的大小。如果不进行内存对齐，则可能出现跨缓存行的情况，这叫做 缓存行污染。

在Hotspot 虚拟机文档 “oops/oop.hp” 有对 Markword 字段的定义：

我们主要关注 normal object， 这种类型的 Object 的 Markword 一共是 8 个字节（64位），其中 25 位暂时没有使用，31 位存储对象的 hash 值（注意这里存储的 hash 值对根据对象地址算出来的 hash 值，不是重写 hashcode 方法里面的返回值），中间有 1 位没有使用，还有 4 位存储对象的 age（分代回收中对象的年龄，超过 15 晋升入老年代），最后三位表示偏向锁标识和锁标识，主要就是用来区分对象的锁状态（未锁定，偏向锁，轻量级锁，重量级锁）

biased object 的对象头 Markword 前 54 位来存储持有该锁的线程 id，这样就没有空间存储 hashcode了，所以 对于没有重写 hashcode 的对象，如果 hashcode 被计算过并存储在对象头中，则该对象作为同步锁时，不会进入偏向锁状态，因为已经没地方存偏向 thread id 了，所以我们在选择同步锁对象时，最好重写该对象的 hashcode 方法，使偏向锁能够生效。

基本类型占用存储空间和指针压缩

基础对象占用存储空间

Java 基础对象在内存中占用的空间如下：

另外，引用类型在 32 位系统上每个引用对象占用 4 byte，在 64 位系统上每个引用对象占用 8 byte。

Java 中基础数据类型是在栈上分配还是在堆上分配？

我们继续深究一下，基本数据类占用内存大小是固定的，那具体是在哪分配的呢，是在堆还是栈还是方法区？大家不妨想想看！ 要解答这个问题，首先要看这个数据类型在哪里定义的，有以下三种情况。

• 如果在方法体内定义的，这时候就是在栈上分配的
• 如果是类的成员变量，这时候就是在堆上分配的
• 如果是类的静态成员变量，在方法区上分配的

指针压缩

引用类型在 64 位系统上占用 8 个字节，虽然一个并不大，但是耐不住多。

所以为了解决这个问题，JDK 1.6 开始 64 bit JVM 正式支持了 -XX:+UseCompressedOops (需要jdk1.6.0_14) ，这个参数可以压缩指针。

启用 CompressOops 后，会压缩的对象包括：

• 对象的全局静态变量(即类属性)；
• 对象头信息：64 位系统下，原生对象头大小为 16 字节，压缩后为 12 字节；
• 对象的引用类型：64 位系统下，引用类型本身大小为 8 字节，压缩后为 4 字节；
• 对象数组类型：64 位平台下，数组类型本身大小为 24 字节，压缩后 16 字节。

当然压缩也不是万能的，针对一些特殊类型的指针 JVM是不会优化的。 比如：

• 指向非 Heap 的对象指针
• 局部变量、传参、返回值、NULL指针。

验证

我们来 new 一个空对象：

class ObjA {

}

理论上一个空对象占用内存大小只有对象头信息，对象头占 12 个字节。那么 ObjA.class 应该占用的存储空间就是 12 字节，考虑到 8 字节的对齐填充，那么会补上 4 字节填充到 8 的 2倍，总共就是 16字节。怎么验证我们的结论呢？JDK 提供了一个工具，JOL 全称为 Java Object Layout，是分析 JVM 中对象布局的工具，该工具大量使用了 Unsafe、JVMTI 来解码布局情况。

首先引入 Maven 依赖：

Copy<dependency>
  <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
  <artifactId>jol-core</artifactId>
  <version>0.14</version>
</dependency>

public class ObjSiZeTest {

public static void main(String[] args) {

ClassLayout classLayout = ClassLayout.parseInstance(new ObjA());

System.out.println(classLayout.toPrintable());

}

}

class ObjA {

}

运行结果：

Instance size: 16 bytes

Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

再来测试一下包含int、double、Integer数据的类内存大小是多少？

class ObjA {

private int i;

private double d;

private Integer io;

}

int 类型占 4 个字节 ，double 类型占 8 个字节，Integer 是引用类型，64 位系统占 4 个字节。一共 16 个字节。加上对象头 12 字节，显然不够 8 的倍数，所以还得 4 字节的填充，加起来就是 32 字节。

运行结果：

Instance size: 32 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

总结

Java对象内存部分如下图：[注：数组对象头里多了一个数组长度]