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我一直想知道一个对象在 Android 上占用了多少内存。有许多与 HotSpot JVM 相关的资源（如this）告诉我们一个空对象占用 8 个字节，一个空数组占用 12 个字节，并且所有对象都与 8 字节边界对齐。因此，一个没有额外字段的对象应该占用 8 个字节，具有至少一个额外字段的最小对象 – 16 个字节，一个空数组 – 16 个字节，对吧？

我在这件事上没有找到关于 Dalvik 的具体信息，并决定通过测试来弄清楚。运行测试得到了令人惊讶的结果。

关于计算方法的几句话。Android 的 Object.hashCode() 实现只是简单地返回指向转换为 int 的对象的指针。（看起来很明显也很笼统，但 [另一个惊喜] 结果证明，它不在 HotSpot JVM 上——例如，用 HotSpot 运行 MemTest 并查看）。因此，我使用 Dalvik 上 hashCode() 的简单性，通过连续分配测试类的两个实例来计算 Android 上的对象大小，分配的空间量应该等于它们的 hashCode() 之差值（假设 Dalvik 将它们分配在完全随机的地址上毫无意义）。只是为了确保我总是在每个测试类中连续分配 4 个对象，这总是提供相同的 hashCode() 差异。所以，我相信这个方法的正确性是毫无疑问的。

下面是测试的源代码：

public class MemTest {
    public static void run() {
        Object o1 = new Object();
        Object o2 = new Object();
        Object o3 = new Object();
        Object o4 = new Object();

        EmptyObject eo1 = new EmptyObject();
        EmptyObject eo2 = new EmptyObject();
        EmptyObject eo3 = new EmptyObject();
        EmptyObject eo4 = new EmptyObject();

        ObjectWithBoolean ob1 = new ObjectWithBoolean();
        ObjectWithBoolean ob2 = new ObjectWithBoolean();
        ObjectWithBoolean ob3 = new ObjectWithBoolean();
        ObjectWithBoolean ob4 = new ObjectWithBoolean();

        ObjectWithBooleanAndInt obi1 = new ObjectWithBooleanAndInt();
        ObjectWithBooleanAndInt obi2 = new ObjectWithBooleanAndInt();
        ObjectWithBooleanAndInt obi3 = new ObjectWithBooleanAndInt();
        ObjectWithBooleanAndInt obi4 = new ObjectWithBooleanAndInt();

        ObjectWithLong ol1 = new ObjectWithLong();
        ObjectWithLong ol2 = new ObjectWithLong();
        ObjectWithLong ol3 = new ObjectWithLong();
        ObjectWithLong ol4 = new ObjectWithLong();

        ObjectWith4Ints o4i1 = new ObjectWith4Ints();
        ObjectWith4Ints o4i2 = new ObjectWith4Ints();
        ObjectWith4Ints o4i3 = new ObjectWith4Ints();
        ObjectWith4Ints o4i4 = new ObjectWith4Ints();

        ObjectWith4IntsAndByte o4ib1 = new ObjectWith4IntsAndByte();
        ObjectWith4IntsAndByte o4ib2 = new ObjectWith4IntsAndByte();
        ObjectWith4IntsAndByte o4ib3 = new ObjectWith4IntsAndByte();
        ObjectWith4IntsAndByte o4ib4 = new ObjectWith4IntsAndByte();

        ObjectWith5Ints o5i1 = new ObjectWith5Ints();
        ObjectWith5Ints o5i2 = new ObjectWith5Ints();
        ObjectWith5Ints o5i3 = new ObjectWith5Ints();
        ObjectWith5Ints o5i4 = new ObjectWith5Ints();

        ObjectWithArrayRef oar1 = new ObjectWithArrayRef();
        ObjectWithArrayRef oar2 = new ObjectWithArrayRef();
        ObjectWithArrayRef oar3 = new ObjectWithArrayRef();
        ObjectWithArrayRef oar4 = new ObjectWithArrayRef();

        byte[] a0b1 = new byte[0];
        byte[] a0b2 = new byte[0];
        byte[] a0b3 = new byte[0];
        byte[] a0b4 = new byte[0];

        byte[] a1b1 = new byte[1];
        byte[] a1b2 = new byte[1];
        byte[] a1b3 = new byte[1];
        byte[] a1b4 = new byte[1];

        byte[] a5b1 = new byte[5];
        byte[] a5b2 = new byte[5];
        byte[] a5b3 = new byte[5];
        byte[] a5b4 = new byte[5];

        byte[] a9b1 = new byte[9];
        byte[] a9b2 = new byte[9];
        byte[] a9b3 = new byte[9];
        byte[] a9b4 = new byte[9];

        byte[] a12b1 = new byte[12];
        byte[] a12b2 = new byte[12];
        byte[] a12b3 = new byte[12];
        byte[] a12b4 = new byte[12];

        byte[] a13b1 = new byte[13];
        byte[] a13b2 = new byte[13];
        byte[] a13b3 = new byte[13];
        byte[] a13b4 = new byte[13];

        print("java.lang.Object", o1, o2, o3, o4);
        print("Empty object", eo1, eo2, eo3, eo4);
        print("Object with boolean", ob1, ob2, ob3, ob4);
        print("Object with boolean and int", obi1, obi2, obi3, obi4);
        print("Object with long", ol1, ol2, ol3, ol4);
        print("Object with 4 ints", o4i1, o4i2, o4i3, o4i4);
        print("Object with 4 ints and byte", o4ib1, o4ib2, o4ib3, o4ib4);
        print("Object with 5 ints", o5i1, o5i2, o5i3, o5i4);

        print("Object with array ref", new Object[]{oar1, oar2, oar3, oar4});

        print("new byte[0]", a0b1, a0b2, a0b3, a0b4);
        print("new byte[1]", a1b1, a1b2, a1b3, a1b4);
        print("new byte[5]", a5b1, a5b2, a5b3, a5b4);
        print("new byte[9]", a9b1, a9b2, a9b3, a9b4);
        print("new byte[12]", a12b1, a12b2, a12b3, a12b4);
        print("new byte[13]", a13b1, a13b2, a13b3, a13b4);
    }

    static void print(String title, Object... objects) {
        StringBuilder buf = new StringBuilder(title).append(":");
        int prevHash = objects[0].hashCode();
        int prevDiff = -1;
        for (int i = 1; i < objects.length; i++) {
            int hash = objects[i].hashCode();
            int diff = Math.abs(hash - prevHash);
            if (prevDiff == -1 || prevDiff != diff) {
                buf.append(' ').append(diff);
            }
            prevDiff = diff;
            prevHash = hash;
        }
        System.out.println(buf.toString());
    }

    /******** Test classes ******/

    public static class EmptyObject {
    }

    public static class ObjectWith4Ints {
        int i1;
        int i2;
        int i3;
        int i4;
    }

    public static class ObjectWith4IntsAndByte {
        int i1;
        int i2;
        int i3;
        int i4;
        byte b;
    }

    public static class ObjectWith5Ints {
        int i1;
        int i2;
        int i3;
        int i4;
        int i5;
    }

    public static class ObjectWithArrayRef {
        byte[] b;
    }

    public static class ObjectWithBoolean {
        boolean b;
    }

    public static class ObjectWithBooleanAndInt {
        boolean b;
        int i;
    }

    public static class ObjectWithLong {
        long l;
    }
}

结果如下：

java.lang.Object: 16
Empty object: 16
Object with boolean: 16
Object with boolean and int: 24
Object with long: 24
Object with 4 ints: 32
Object with 4 ints and byte: 32
Object with 5 ints: 32
Object with array ref: 16
new byte[0]: 24
new byte[1]: 24
new byte[5]: 32
new byte[9]: 32
new byte[12]: 32
new byte[13]: 40

总结一下结果：

  • 8 字节边界对齐与 HotSpot 上的相同，这是唯一相同的地方。

  • 普通对象最少 16 个字节（HotSpot 上为 8 个字节）

  • 显然，一个空对象本身占用 12 个字节（HotSpot 上为 8 个），并且有 4 个额外字节的空间，直到对象大小从 16 个字节“跳跃”到下一个 24 个字节的边界。

  • 空数组最少 24 个字节（HotSpot 上为 12 个）

  • 类似地，数组本身占用 20 个字节（HotSpot 上为 12 个字节），并且在对象大小从 24 字节“跳跃”到下一个 32 字节边界之前，还有 4 个额外字节的数组数据空间。

补充：（响应 Louis 的建议）另一个压力测试表明，即使分配一百万个 Object 实例，任何两个实例之间的距离也绝不会小于 16 字节。这证明了对象之间潜在的 8 字节空洞肯定是进一步分配的死空间，否则当大约一半的内存已分配给对象时，dalvik 肯定也应该将其中一些放入“空洞”中，压力测试将返回 8，而不是 16。

public static void run2() {
    int count = 1024 * 1024;
    Object[] arr = new Object[count];
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        arr[i] = new Object();
    }
    int[] hashes = new int[count];
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        hashes[i] = arr[i].hashCode();
    }
    Arrays.sort(hashes);

    int minDist = Integer.MAX_VALUE;
    for (int i = 1; i < count; i++) {
        int dist = Math.abs(hashes[i] - hashes[i - 1]);
        if (dist < minDist) {
            minDist = dist;
        }
    }
    System.out.println("Allocated "+ count + " Objects, minimum distance is "+ minDist);
}

我是否认为与 HotSpot 相比，Dalvik 的对象多占用 8 个字节，数组占用多 8-12 个字节？

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2 回答 2

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（是的，这是一个老问题，但结果有点有趣，所以我稍微戳了一下。）

该Object.clone()方法需要对对象进行完整的按位复制。为此，它需要知道一个对象有多大。如果您查看dvmCloneObject()，您会发现它对数组使用一种方法，对对象使用另一种方法。

对于数组，它调用dvmArrayObjectSize()，它将数组长度乘以元素宽度（1、2、4 或 8），然后添加数组数据相对于对象开头的偏移量。每个对象都有一个 8 字节的标头；数组的宽度为 4 字节，并包含额外的 4 字节填充，以确保 64 位值正确对齐。因此，对于 5 元素数组short，它将是 16 + 5 * 2。

对于普通对象，它只是使用objectSize类对象中的字段。这是由一个相当复杂的函数设置的computeFieldOffsets()。该函数确保所有对象引用首先出现（因此 GC 在扫描时可以少跳过），然后是所有 64 位字段。为确保 64 位字段正确对齐，它可能会向上移动 32 位原始字段之一以填充内容。（如果没有适当的 32 位字段，您只会得到 4 个字节的填充。）

我应该补充一点：所有字段都是 32 位的，除了64 位的long和。double对象引用是 32 位的。

所以很难准确地说出非数组对象有多大，但一般来说，你取 8 字节的对象头，将附加字段的宽度相加，然后四舍五入到下一个 8 字节的倍数——最后是因为所有对象都必须是 64 位对齐的。

这就是理论。为了在实践中看到它，我将其添加到dvmCloneObject()：

ALOGD("class=%s size=%d", clazz->descriptor, clazz->objectSize);

并看到 logcat 输出如下：

D dalvikvm: class=Ljava/util/Locale; size=24
D dalvikvm: class=Ljava/util/Date; size=16

Locale 有 4 个参考字段，Date 有一个long字段，因此这些值符合预期。

理想情况下，这正是需要多少空间。但是，该对象是用 分配的mspace_calloc()，这又增加了 4 或（有时）8 字节的开销。因此，上述值所需的实际空间将是 32 和 24，这与您的实验结果相匹配。

于 2013-05-09T21:32:22.203 回答
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我没有你的答案，但我可以建议你在源代码中查找更多信息的几个地方。

您可以查看 dalvik/vm/oo/Object.h 中的 DataObject 和 ArrayObject 结构。基于此，似乎一个空对象应该只占用 8 个字节，而一个空数组应该占用 12 个字节。这似乎与您的结果不符，尽管我不知道为什么。

您还可以查看 ClassObject 结构中 objectSize 字段的用法以获取更多信息。快速搜索该字段的用法表明 dalvik/vm/alloc/Alloc.cpp 中的 dvmAllocObject 方法似乎负责为新对象分配内存。

于 2012-05-30T22:39:20.827 回答