new Object() 在 JVM 中到底占多大内存？

在美团、阿里等大厂的面试中，“一个 Object 对象占多少内存”是一个极其高频的题目。很多候选人认为这是一个考察“背诵能力”的冷门知识，但实际上，它考察的是你对 JVM 内存模型、对象布局以及 CPU 架构的深度理解。今天，我们就来彻底拆解这个看似简单却暗藏玄机的技术点。

一、 为什么我们要纠结这几个字节？

在日常业务开发中，我们很少关注一个对象具体占用了 16 字节还是 24 字节。但在高并发、高吞吐的场景下（如亿级流量的电商大促、海量数据的实时计算），内存就是金钱，内存就是性能。

理解对象的内存布局，是进行JVM 调优、排查内存溢出（OOM）以及设计高性能缓存组件的基石。

那么，当我们敲下 new Object() 这行代码时，JVM 堆内存中究竟发生了什么？

二、 庖丁解牛：Java 对象的内存布局

在 HotSpot 虚拟机中，一个对象在内存中的存储布局可以分为三个部分：

1. 对象头（Header）；
2. 实例数据（Instance Data）；
3. 对齐填充（Padding）。

为了更直观地理解，看下图：

1. 对象头（Header）—— 对象的“身份证”

对象头是对象最核心的部分，它包含两类信息：

• Mark Word（标记字段）

• • 这是对象最“忙碌”的部分。它存储了对象的运行时数据，如：哈希码（HashCode）、GC 分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID 等。
  • 在 64 位虚拟机中，Mark Word 占用 8 字节。

• Klass Pointer（类型指针）

• • 对象指向它的类元数据的指针，JVM 通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
  • 它的长度取决于是否开启了指针压缩（CompressedOops）。

2. 实例数据（Instance Data）—— 对象的“血肉”

这是对象真正存储有效信息的地方，即我们在代码中定义的各种字段（int, boolean, reference 等）。

• 对于 new Object() 来说，因为 Object 类没有任何字段，所以这部分大小为 0。

3. 对齐填充（Padding）—— 强迫症的“占位符”

这是最容易被忽视的一点。HotSpot 虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是 8 字节的整数倍。

• 换句话说，任何对象的大小都必须是 8 的倍数。
• 如果对象头 + 实例数据不是 8 的倍数，JVM 就会用空白数据填充，直到补齐。

三、 深度计算：new Object() 到底多大？

环境假设：我们目前绝大多数服务器都是 64 位 JVM。我们将分两种主要情况讨论。

情况 A：64 位 JVM + 开启指针压缩（默认情况）

从 JDK 1.6 update 14 开始，64 位 JVM 默认开启了指针压缩（-XX:+UseCompressedOops）。

• Mark Word：8 字节
• Klass Pointer：被压缩为 4 字节
• 实例数据：0 字节
• 当前总和：8 + 4 + 0 = 12 字节

注意：12 不是 8 的倍数！

对齐填充：JVM 必须强行填充 4 字节，使其达到 16 字节。

结论：16 字节

情况 B：64 位 JVM + 关闭指针压缩

如果你手动设置了 -XX:-UseCompressedOops，或者堆内存超过了 32GB（指针压缩会自动失效）。

• Mark Word：8 字节
• Klass Pointer：未压缩，占用 8 字节
• 实例数据：0 字节
• 当前总和：8 + 8 + 0 = 16 字节

注意：16 已经是 8 的倍数，不需要填充。

结论：还是 16 字节

情况 C：32 位 JVM（古董级环境）

• Mark Word：4 字节
• Klass Pointer：4 字节
• 总计：8 字节

四、 眼见为实：JOL 工具验证

空口无凭，我们使用 OpenJDK 提供的 JOL (Java Object Layout) 工具来打印对象的内存布局。

引入依赖：

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.16</version>
</dependency>

测试代码：

import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
public class ObjectSizeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        // 打印对象布局
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
    }
}

控制台输出（JDK 1.8, 64 位, 默认开启指针压缩）：

java.lang.Object object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           e5 01 00 f8 (11100101 00000001 00000000 11111000) (-134217243)
     12     4        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

五、 避坑指南：常见误区

误区 1：指针压缩能减少所有对象的大小？

真相：不一定。 就像 new Object()，开启压缩是 8+4+4(填充)=16 字节；关闭压缩是 8+8=16 字节。 对于空对象，指针压缩并没有节省内存空间，只是把“类型指针”占用的空间换成了“填充”空间。但对于包含多个引用字段的复杂对象，指针压缩效果非常显著。

误区 2：数组对象也只占 16 字节？

真相：错误。 数组对象除了对象头，还多了一个 4 字节 的空间来存储 数组长度。 new int[0] 在开启压缩时占用：8(Mark) + 4(Klass) + 4(Length) = 16 字节（正好不需要填充）。

误区 3：所有 CPU 缓存行都是 64 字节？

虽然常见的 x86 架构 CPU 缓存行（Cache Line）通常是 64 字节，这与对象对齐（8 字节）是两个层面的概念。对象对齐是为了让 CPU 无论是读取 32 位还是 64 位数据，都能一次性高效访问，避免跨缓存行读取。

六、 总结与建议

下次面试官问你：“new Object() 占多少内存？”

你可以自信地回答：

“在主流的 64 位 JVM 中，无论是否开启指针压缩，new Object() 都占用 16 字节。

区别在于内部结构：

• 开启压缩：8 字节 Mark Word + 4 字节 Klass Pointer + 4 字节对齐填充。
• 关闭压缩：8 字节 Mark Word + 8 字节 Klass Pointer。”。

架构师建议： 在进行海量对象存储设计（如本地缓存、对象池）时，计算内存容量千万不要只算字段大小，对象头和对齐填充的开销（Overhead）往往比你想象的要大得多！

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