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(5)

[原文地址] https://zeroturnaround.com/rebellabs/dangerous-code-how-to-be-unsafe-with-java-classes-objects-in-memory/5/

域布局（Field layouts)与对齐（alignments)

Java与C/C++不同的是，它没有sizeOf操作符用来计算基本数据类型或对象在内存中占用了多少空间。当然这个操作符对于IO 操作、内存管理等等都有很大的用处。事实上，Java中有这样一个操作符是不合理的，因为基本数据类型的长度已经在语言规范中规定好了，而且Java中也不存在用于内存拷贝或指针操作的指针。

有两种方式定义一个类（其内属性）一共花费了多少内存空间。一种叫“浅大小（shallow size）”，另一种叫“深大小（deep size）”。浅大小指的是一个对象自己各个域所占空间大小的总和。假如对象中有另外一个对象的引用，则另一个对象的大小不会被计算在内。而深大小的计算方式则会将另一个对象的大小也计算在内。

在Sun Java虚拟机规范中规定，每个对象（除了数组类型）有一个2个字长的头部，一个字长的flag，和一个字长的指向对象的类的引用。当一个新对象通过"new Object()"被创建的时候，在队（heap）中就有8个字节空间被占用，用于2个字长的头部。

当一个类继承Object类时，空间占用情况将变得有点复杂，同时也变得有趣。在分配8字节之后，类中的属性将在heap中对齐。值得注意的是，它们并不是按其在类定义的顺序对齐的。

基本数据类型将以以下的顺序对齐：

• double类型和long类型
• int类型和float类型
• short类型和char类型
• boolean类型和byte类型

最后，其它类的对象引用类型将被对齐。JVM中对象引用大小是8字节大小。（ http://blog.youkuaiyun.com/jiafu1115/article/details/7103022）

举个例子：

class BooleanClass {
    byte a;
}

这个类的对象在内存中将占16字节，其中有7字节是空白填充（为了对齐）。

Header : 8 bytes

value of byte : 1 byte

padding : 7 bytes

再说OOP

一些有关OOP的基本内容在”OOPs和Compressed OOPs“部分已经讲过了。我们假设你已经知道JVM中OOP的相关术语了。我们进一步看一下OOPs。

一个OOP包含两个机器字（32位JVM中一个字是4字节，64字节JVM中是8字节）长度的域——”Mark“和”Klass“。这两个域之后是对象中的成员。值得一提的是，一个数组对象会有一个额外的字长头部在这些成员之前，就是数组的长度。”Mark“域在垃圾回收时会用（在mark-and-sweep的mark阶段会用），”Klass“则用于指向类的元信息的指针。无论是基本数据类型还是引用类型都在OOP的header部分之后（对象的引用当然也是OOP）。（ http://www.infoq.com/articles/Introduction-to-HotSpot）

未完待续。。。