对象很大，你忍一下

Java 进阶之字节码剖析中我曾经提到这么一段话

int[128][2] ，int[256] 这两个数组看起来一样，但实际上前者比后者多了 246% 的额外开销

针对这句话我收到了几位读者的私信，表示不明白为啥不过一个简单的二维数组会有这么大的开销，本来这个问题在我正在写的类加载机制中有详述，不过文章还没写完（估计本周发），所以我专门抽出这个问题探讨一下，五分钟就能看懂。

Java 对象模型

HotSpot JVM 底层使用名为 oops (Ordinary Object Pointers) 的数据结构来表示对象的对象头

class oopDesc {
  friend class VMStructs;
  private:
    volatile markOop  _mark;
    union _metadata {
      Klass*      _klass;
      narrowKlass _compressed_klass;
    } _metadata;
    ...
}

JVM 每创建一个对象，相当于创建了一个 oopDesc 的对象，即 instanceOopDesc 来表示这个对象，保存在堆中，如下图所示

可以看到 Java 对应主要由以下三部分组成

对象头（Header）

对象实例数据（instance data）

对齐填充（Padding）

其中对象头又包含三个部分

markWord: 即 _mark:markOop，用于存储对象运行时的数据，好比 HashCode、锁状态标志、GC分代年龄等。这部分在 64 位操作系统下占 8 字节，32 位操作系统下占 4 字节

指针：指向方法区中的类元数据（类信息）的指针，这部分就涉及到指针压缩的概念，在开启指针压缩的状况下占 4 字节，未开启状况下占 8 字节， 默认是开启的

数组长度：这部分只有是数组对象才有，若是非数组对象就没这部分。这部分占 4 字节。

除此之外对象还有两个部分值得我们注意

对象实例数据（instanceData）: 用于存储对象中的各种类型的字段信息（包括从父类继承来的）

对齐填充：Java 对象大小默认按 8 字节对齐的，如果「对象头」+「对象实际数据」不足8的位数，对齐填充会补齐相应的字节以让对象大小达到 8 的倍数

Java 数组大小

知道了对象模型的表示，再来看数组的大小，首先必须明确两点

在 Java 中数组是一种特殊的对象（也是对象，也有对象头）

一个多维数组是一个简单数组的数组，例如，一个二维数组的每一行都是一个独立的数组对象

接下来我们来看看一维数组 int[256] 在内存中有多大，一维数组其实可以认为是普通的对象，首先对象头可以知道是 8（markword） + 4（kclass） + 4（数组长度）= 16 字节，对象实际数据大小为 256 * 4（int 大小为 4 个字节） = 1024 字节，所以此时总的字节数为 16 + 1024 = 1040 字节，是 8 的位数（1040/8 = 130），所以 padding 为 0，也就是说 int[256] 一维数组的字节大小为 1040 字节

再来看一下二维数组 int[128][2] 的大小，我们知道在 C 语言中二维数组（事实上是任何多维数组）本质上是一维数组通过指针操作来实现的，但在 Java 中多维数组是由一系列的嵌套数组组成，也就是说对于二维数组而言，每一行（int[0][…]，int[1][…]，…，int[127][…]）都对应一个数组对象，都需要额外的开销，一图胜千言，如下所示