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每日一面 – JVM 类型字压缩指针与 JVM 最大内存有何关系?

互联网 diligentman 2天前 7次浏览

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。

每日一面 - JVM 类型字压缩指针与 JVM 最大内存有何关系?

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。

每日一面 - JVM 类型字压缩指针与 JVM 最大内存有何关系?

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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