java - 为什么 Java 对象必须是 8 的倍数？

Question

我知道 Java 使用填充；对象必须是 8 个字节的倍数。但是，我看不到它的目的。这有什么用途？它的主要目的究竟是什么？

Answer 1

它的目的是对齐，它允许以一些空间为代价更快地访问内存。如果数据未对齐，则处理器需要在加载内存后进行一些移位才能访问它。

此外，最小分配单元的大小越大，垃圾收集就越简单（并加速）。

Java 不太可能要求 8 字节（64 位系统除外），但由于 32 位体系结构是创建 Java 时的标准，因此 Java 标准可能需要 4 字节对齐。

Answer 2

公认的答案是推测（但部分正确）。这是真正的答案。

首先，感谢@U2EF1，8 字节边界的好处之一是 8 字节是大多数处理器上的最佳访问。然而，这个决定远不止这些。

如果您有 32 位引用，则最多可以寻址 2^32 或 4 GB 的内存（实际上您得到的内存更少，更像 3.5 GB）。如果您有 64 位引用，则可以寻址 2^64，即 TB 的内存。但是，使用 64 位引用时，一切都会变慢并占用更多空间。这是由于 32 位处理器处理 64 位的开销，并且在所有处理器上，由于更少的空间和更多的垃圾收集，更多的 GC 周期。

因此，创建者采取了中间立场并决定使用 35 位引用，它允许高达 2^35 或 32 GB 的内存并占用更少的空间，因此具有与 32 位引用相同的性能优势。这是通过获取 32 位引用并在读取时将其左移 3 位并在存储引用时将其右移 3 位来完成的。这意味着所有对象必须在 2^3 边界（8 个字节）上对齐。这些被称为压缩普通对象指针或压缩 oops。

为什么不使用 36 位引用来访问 64 GB 内存？嗯，这是一个权衡。16 字节对齐需要大量浪费空间，据我所知，与 8 字节对齐相比，绝大多数处理器不会从 16 字节对齐中获得速度优势。

请注意，除非最大内存设置为 4 GB 以上，否则 JVM 不会打扰使用压缩 oops，默认情况下它不会这样做。您实际上可以使用-XX:+UsedCompressedOops标志启用它们。

这可以追溯到 32 位 VM 的时代，用于在 64 位系统上提供额外的可用内存。据我所知，64 位虚拟机没有限制。

资料来源：Java 性能：权威指南，第 8 章

Answer 3

Java 中的数据类型大小是 8位（不是字节）的倍数，因为大多数现代处理器中的字大小是 8 位的倍数：16 位、32 位、64 位。通过这种方式，可以使对象中的字段适合（“对齐”）一个或多个单词并浪费尽可能少的空间，利用底层处理器的指令来操作字大小的数据。