每日一面 - JVM 类型字压缩指针与 JVM 最大内存有何关系？

干货满满张哈希

发布于 2021-04-12 14:02:26

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发布于 2021-04-12 14:02:26

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压缩指针这个属性默认是打开的，可以通过-XX:-UseCompressedOops关闭。

首先说一下为何需要压缩指针呢？32 位的存储，可以描述多大的内存呢？假设每一个1代表1字节，那么可以描述 0~2^32-1 这 2^32 字节也就是 4 GB 的内存。

但是呢，Java 默认是 8 字节对齐的内存，也就是一个对象占用的空间，必须是 8 字节的整数倍，不足的话会填充到 8 字节的整数倍。也就是其实描述内存的时候，不用从 0 开始描述到 8（就是根本不需要定位到之间的1，2，3，4，5，6，7）因为对象起止肯定都是 8 的整数倍。所以，2^32 字节如果一个1代表8字节的话，那么最多可以描述 2^32 * 8 字节也就是 32 GB 的内存。

这就是压缩指针的原理。如果配置最大堆内存超过 32 GB（当 JVM 是 8 字节对齐），那么压缩指针会失效。但是，这个 32 GB 是和字节对齐大小相关的，也就是-XX:ObjectAlignmentInBytes配置的大小(默认为8字节，也就是 Java 默认是 8 字节对齐)。-XX:ObjectAlignmentInBytes可以设置为 8 的整数倍，最大 128。也就是如果配置-XX:ObjectAlignmentInBytes为 24，那么配置最大堆内存超过 96 GB 压缩指针才会失效。

编写程序测试下：

A a = new A();
System.out.println("------After Initialization------\n" + ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());

首先，以启动参数：-XX:ObjectAlignmentInBytes=8 -Xmx16g执行：

------After Initialization------
com.hashjang.jdk.TestObjectAlign$A object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           48 72 06 00 (01001000 01110010 00000110 00000000) (422472)
     12     4        (alignment/padding gap)                  
     16     8   long A.d                                       0
Instance size: 24 bytes
Space losses: 4 bytes internal + 0 bytes external = 4 bytes total

可以看到类型字大小为 4 字节48 72 06 00 (01001000 01110010 00000110 00000000) (422472)，压缩指针生效。

首先，以启动参数：-XX:ObjectAlignmentInBytes=8 -Xmx32g执行：

------After Initialization------
com.hashjang.jdk.TestObjectAlign$A object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           a0 5b c6 00 (10100000 01011011 11000110 00000000) (12999584)
     12     4        (object header)                           b4 02 00 00 (10110100 00000010 00000000 00000000) (692)
     16     8   long A.d                                       0
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

可以看到类型字大小为 8 字节，压缩指针失效:

a0 5b c6 00 (10100000 01011011 11000110 00000000) (12999584)
b4 02 00 00 (10110100 00000010 00000000 00000000) (692)

修改对齐大小为 16 字节，也就是以-XX:ObjectAlignmentInBytes=16 -Xmx32g执行：

------After Initialization------
com.hashjang.jdk.TestObjectAlign$A object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           48 72 06 00 (01001000 01110010 00000110 00000000) (422472)
     12     4        (alignment/padding gap)                  
     16     8   long A.d                                       0
     24     8        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 32 bytes
Space losses: 4 bytes internal + 8 bytes external = 12 bytes total

可以看到类型字大小为 4 字节48 72 06 00 (01001000 01110010 00000110 00000000) (422472)，压缩指针生效。

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原始发表：2021/01/14 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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