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面试题:一个HashMap对象占多少字节

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用户1263954
发布2019-06-03 12:07:46
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发布2019-06-03 12:07:46
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文章被收录于专栏:IT技术精选文摘IT技术精选文摘

对象=对象头+成员变量+对齐填充

对象头结构:java对象在Heap里面的结构是这样的:对象头跟对象体,对象体跟C里面的结构体是一样的,对象头由两个域组成:用于存放hashcode、同步、GC的_mask域,和指向方法区该对象Class对象的指针——_klass域,对于64位系统,头部长度理论上讲应该是8+8=16字节。但是从java6u23以后开始,64位的机器会自动开启指针压缩的功能,此时引用指针的长度为4字节。所以,对象头长度应该为8+4=12。

成员变量:分两类,包括一些基本类型,如int,long.byte,short,boolean等,以及引用类型,如String,Date引用。如果是引用类型,也应该把引用类型指向的对象纳入当前对象。

对齐填充:JVM规定,对象的大小必须是8字节的整数倍,如果不足,则会补齐。

此外,对于数组,还会有一个标示数组长度的字段。其实数组也是一种类,会在后文中介绍。

以此为理论基础,我们来计算一下常用的对象占用空间大小。

Integer

类结构图:可以看到,只有一个私有的int型数据

所以Integer长度为:头(8+4)+ int(4) = 16字节

Long

类结构图

类似于Integer,只有一个long型的私有成员。

所以总长度为:头(8+4)+long(8)+padding(4)=24字节

Object

类结构图

没有成员变量,所以占用空间头(8+4)+padding(4)=16字节

String:“string”

类结构图

这个结构稍微有点复杂,涉及到了数组成员。其实数组也是一种类型,只不过这种类型是JVM在运行时生成的类型,并不在class文件中定义,我们将其当做一种特殊的类就可以了。既然涉及到了成员变量是对象,那么,我们就要把String分成两部分来计算:

String类型:头部(8+4)+int(4)+int(4)+指向char[]对象的引用类型(4)=24字节

char[]类型:数组类型比普通对象多一个标示数组长度的字段,占4个字节。对于字符串“String”来说,头部(8+4)+数组长度(4)+“String”(2*6)+padding(4)=32字节

因此,它的总占用空间为56字节

ArrayList

类结构图

其实,还有一个 modCount成员,继承自AbstractList类,那么对于一个 list = new ArrayList<String>(); list.add("String");的list来说,它拥有两个int,一个大小为10的数组(当 list.add() 第一个元素的时候,它会初始化elementData为一个长度10的数组)

ArrayList: 头部(8+4)+int(4)+int(4)+数组引用(4)=24字节

elementData[] : 头部(8+4)+长度(4)+string引用(4*10)=56字节

"String"字符串:这个我们之前计算过了,为56字节

所以,总空间大小为24+56+56=136字节

HashMap

类结构图

HashMap内部结构比较复杂,除了一些基本的类型,还有比较复杂一点的集合类型。如table,是一个Entry数组,用来存放键值对,所有put进map中key-value都会被封装成一个entry放入到table中去。而还有一些辅助对象,如entry,继承自AbstractMap的keySet,values,这些都是在遍历map元素时用到的集合,他们的主要功能是通过在自己内部维护一个迭代器向外输出table中的数据,并不实际储存key-value数据。

以 Map<String,String> map = new HashMap<String,String>(); 这时候我们计算一下他的占用空间情况:

总空间为:48+16=64字节

hashmap:头部(8)+int(4*4)+float(4)+table数组引用(4)+entrySet引用(4)+keySet引用(4)+values引用(4)+padding(4)=48字节

table:头部(8+4)+长度(4)=16字节

然后我们put进去一条数据:map.put( "100002", "张明");

当HashMap初始化的时候,他会开辟一个长度为16的table数组,每当put一个新的key-value的时候,他会根据当前threshold来判断是否需要扩容,如果需要扩容,则会以倍数增长的方式扩容table数组。如16、32、64.具体原理请参考 http://blog.csdn.net/zq602316498/article/details/39351363

接下来让我们计算一下这个map多占用的空间

hashmap:头部(8)+int(4*4)+float(4)+table数组引用(4)+entrySet引用(4)+keySet引用(4)+values引用(4)+padding(4)=48字节

table: 80+32+16+16+56+48+0= 216字节

table:头部(8+4)+长度(4)+entry(4*16)=80字节

entry:头部(8+4)+k(4)+value(4)+next(4)+int(4)+padding(4)=32字节

key(String):56字节

value(String) :48字节

next :因为就只有一个元素,所以next值为null,0字节

entrySet:为空指针,0字节

keySet:空指针,0字节

values:空指针,0字节

综上分析,这个map占用48+216+0+0+0=264字节

然后我们继续调用 map.keySet() 方法,此时,keySet会被赋予一个类型为 HashMap$KeySet 的对象,这个对象的结构如下:

可以看到,它并不复杂,只是用来遍历map key集合的一个工具类,

keySet : 头部(8+4)+padding(4)=16字节

所以,总大小为264+16=280字节

然后我们继续调动 map.values(),和上面类似

values : 头部(8+4)+padding(4)=16字节

所以,总大小为 280+16=296字节

然后我们继续调用 map.entrySet(),

entrySet:头部(8+4)+padding(4)=16字节

所以总大小为 296+16=312字节

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原始发表:2019-06-01,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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