不安全的代码: 教你“随心所欲”地在内存中操作Java的类和对象(2)

本文探讨了Java中对象表示方法——OOPs与CompressedOOPs的区别与联系，介绍了CompressedOOPs如何通过32位对象偏移表示64位的字节偏移，从而在64位系统中有效利用内存，节省空间。

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写在前面的话：译者本身能力有限，不能逐字逐句地翻译。本人翻译的目标是为了能给大家说得简单明了，所以会采取意译的方法。如果有措辞不正确或不好的地方，讲大家不吝赐教，谢谢！

原文地址：https://zeroturnaround.com/rebellabs/dangerous-code-how-to-be-unsafe-with-java-classes-objects-in-memory/2/

OOPs 与 Compressed OOPs

每一个Java对象在堆中被表示为一个普通对象指针（Ordinary Object Pointer，OOP）。每个OOP是一个指向Java堆内空间的一个受管理（控制）的指针。指向的空间是Java进程内的虚拟地址表示的一块连续的空间。

一般情况下，OOP的大小与宿主机的指针一样，也就是说在LP64数据模型系统中，OOP的大小是64位的。在一个ILP32数据模型系统中，堆的最大空间要小于4G。这有点小，对于很多应用来说不够用。

OOP指针指向的Java对象在堆中是以8字节地址边界对齐的。Compressed OOPs(压缩过的指针——好土的名字吧，请原谅笔者的翻译，水平有限呀)在Java虚拟机的堆中，很多时候（而不是所有情况都是），用32位的对象位移（object offset）来表示64位的字节位移（byte offset）[笔者认为，这句话可以认为：用32位的对象指针来替代64位对象指针]。因为Compressed OOP中的offset(笔者认为翻译成“位移”反而更让人搞不懂)是object offset，而不是byte offset。32位的object offset可以寻址的范围是4,000,000,000*objects*，也就是32GB的堆内空间。[在这里作者说得很让人发晕，不过笔者认为他就说了一件事儿：以前普通对象指针是按字节计算对象在内存中位置的，而现在Compressed OOPs则是按8字节为单位计算的。这也是为什么32位字节的指针本来只能寻址4GB的空间，现在就达到32GB了。实现这个技术的基础就在于段落第一句，因为Java对象在64位机器中是以8字节地址边界对齐的。] 为了能够正确找到对象的位置，Compressed OOPs的值需要乘以8再加上Java堆的基址才可以。使用compressed OOPs技术的对象的大小和在ILP32模式下的对象大小一般大。

Compressed OOP在Java v6u23及以后的版本中默认是打开的。在Java7中，在64位JVM中若启动java进程时”-Xmx”没有指定值或者其值小于32GB时，Compressed OOP技术是默认打开的。JDK6中6u23之前的版本需要在启动Java进程中添加“-XX:+UserCompressedOops”选项才能够使用这个特性。具体见这个链接：（http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/vm/performance-enhancements-7.html）

先简单地说下SampleClass

在这篇文章中，我们将用一个样本类——SampleClass，正如其名一样是个样例——为例来探索下其对象访问、其属性地layout(部局)等等。这个类很简单，其包含3个基本类型变量，并且继承SampleBaseClass类以说明继承反映在内存layout上是什么样子的。类的定义如下（这些类的代码也可以在github上找到）：

public final class SampleClass extends SampleBaseClass {

    private final static byte b = 100;

    private int i = 5;
    private long l = 10;

    public SampleClass() {

    }

    public SampleClass(int i, long l) {
        this.i = i;
        this.l = l;
    }

    public int getI() {
        return i;
    }

    public void setI(int i) {
        this.i = i;
    }

    public long getL() {
        return l;
    }

    public void setL(long l) {
        this.l = l;
    }

    public static byte getB() {
        return b;
    }
}
public class SampleBaseClass {

    protected short s = 20;
}

To Be Continued…