Question

如何查看java对象所占的内存大小

Answer 1

（1）做一些cache的时候，我们不可能把数据库的所有的数据都缓存到内存里面，我们要估计缓存的大小。
（2）内存泄露的时候，我们可以查看某些对象的大小来定位问题，当然还有其他的更有效的方式，比如使用MAT分析dump文件
（3）根据jvm的堆内存设置，我们可以知道最多可以创建多少个对象。
从jdk5开始，提供了Instrumentation API，它有一个叫做getObjectSize()的方法，但是，这个方法存在两个问题：
（1）不可以直接使用。必须要实现一个Instrumentation Agent，还得放到jar包里面。
（2）它只能返回单个对象的大小，不能返回内部包含的子对象的大小。
关于第一个问题，很好解决，在任何一个类里面声明一个"premain"方法，就可以把这个类做成是一个agent：
public class SizeOfAgent {
static Instrumentation inst;
/** initializes agent */
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instP) {
inst = instP;
}
}
jvm在启动的时候会调用premain()方法，同时会传递Instrumentation这个对象实例，要告诉jvm Instrumentation agent所在的类，需要把这个类打到jar包里面，
然后在manifest.mf这个文件设置一些属性：
Premain-Class: sizeof.agent.SizeOfAgent
Boot-Class-Path:
Can-Redefine-Classes: false
java应用在启动的时候，指定-javaagent参数：
java -javaagent:sizeofag.jar <Your main class>
拿到Instrumentation这个实例以后，就可以调用sizeOf()方法了：
public class SizeOfAgent {
static Instrumentation inst;
// ...
public static long sizeOf(Object o) {
return inst.getObjectSize(o);
}
}
然后可以使用反射来获取子对象的大小。
完整的代码如下：
package com.bj58.test;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.IdentityHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Stack;
public class SizeOfAgent {
static Instrumentation inst;
/** initializes agent */
public static void premain(String agentArgs, Instrumentation instP) {
inst = instP;
}

/**
* Returns object size without member sub-objects.
*
* @param o
* object to get size of
* @return object size
*/
public static long sizeOf(Object o) {
if (inst == null) {
throw new IllegalStateException(
"Can not access instrumentation environment.\n"
+ "Please check if jar file containing SizeOfAgent class is \n"
+ "specified in the java's \"-javaagent\" command line argument.");
}
return inst.getObjectSize(o);
}

/**
* Calculates full size of object iterating over its hierarchy graph.
*
* @param obj
* object to calculate size of
* @return object size
*/
public static long fullSizeOf(Object obj) {
Map<Object, Object> visited = new IdentityHashMap<Object, Object>();
Stack<Object> stack = new Stack<Object>();
long result = internalSizeOf(obj, stack, visited);
while (!stack.isEmpty()) {
result += internalSizeOf(stack.pop(), stack, visited);
}
visited.clear();
return result;
}

private static boolean skipObject(Object obj, Map<Object, Object> visited) {
if (obj instanceof String) {
// skip interned string
if (obj == ((String) obj).intern()) {
return true;
}
}
return (obj == null) // skip visited object
|| visited.containsKey(obj);
}

private static long internalSizeOf(Object obj, Stack<Object> stack,
Map<Object, Object> visited) {
if (skipObject(obj, visited)) {
return 0;
}
visited.put(obj, null);
long result = 0;
// get size of object + primitive variables + member pointers
result += SizeOfAgent.sizeOf(obj);
// process all array elements
Class clazz = obj.getClass();
if (clazz.isArray()) {
if (clazz.getName().length() != 2) {// skip primitive type array
int length = Array.getLength(obj);
for (int i = 0; i < length; i++) {
stack.add(Array.get(obj, i));
}
}
return result;
}
// process all fields of the object
while (clazz != null) {
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
if (!Modifier.isStatic(fields[i].getModifiers())) {
if (fields[i].getType().isPrimitive()) {
continue; // skip primitive fields
} else {
fields[i].setAccessible(true);
try {
// objects to be estimated are put to stack
Object objectToAdd = fields[i].get(obj);
if (objectToAdd != null) {
stack.add(objectToAdd);
}
} catch (IllegalAccessException ex) {
assert false;
}
}
}
}
clazz = clazz.getSuperclass();
}
return result;
}
}
然后我们可以做一个测试：
public class Test {
static class Person{
private int id;
private String name;
private String address;
public Person(int id, String name, String address) {
this.id = id;
this.name = name;
this.address = address;
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Person p = new Person(12, "xujsh","bj");
long size = SizeOfAgent.fullSizeOf(p);
System.out.println(size);
}
}
切换到命令行：
D:\workspace\objsize\src>java -version
java version "1.6.0_22"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_22-b04)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 17.1-b03, mixed mode, sharing)

D:\workspace\objsize\src>javac com/bj58/test/*.java

D:\workspace\objsize\src>jar -cvfm size.jar MANIFEST.MF com/bj58/test/*
标明清单(manifest)
增加：com/bj58/test/SizeOfAgent.class(读入= 3119) (写出= 1698)(压缩了 45%)
增加：com/bj58/test/SizeOfAgent.java(读入= 3147) (写出= 1204)(压缩了 61%)
增加：com/bj58/test/Test$Person.class(读入= 442) (写出= 305)(压缩了 30%)
增加：com/bj58/test/Test.class(读入= 692) (写出= 441)(压缩了 36%)
增加：com/bj58/test/Test.java(读入= 509) (写出= 290)(压缩了 43%)

D:\workspace\objsize\src>java -javaagent:size.jar com.bj58.test.Test
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MANIFEST.MF：
Manifest-Version: 1.0
Main-Class: com.bj58.test.Test
Premain-Class: com.bj58.test.SizeOfAgent
Boot-Class-Path:
Can-Redefine-Classes: false

【注意】MANIFEST.MF文件的格式要求比较严格，每一行要满足：key:空格value回车

如何在web应用程序里面使用呢？
以我的tomcat为例，
(1)把size.jar上传tomcat的lib目录下面
(2)修改catalina.sh:
添加一行：
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -javaagent:$CATALINA_HOME/lib/size.jar" //这一行是新添加的
if [ -z "$LOGGING_MANAGER" ]; then
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager"
else
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS $LOGGING_MANAGER"
fi
(3)在应用里面添加一个controler：
@Path(value = "/api/size")
@GET
public ActionResult size() {
Map<Long, List<Long>> map = ApiUtils.getHotindexBaidu();
long size = SizeOfAgent.fullSizeOf(map);
return new ApiActionResult("size:"+size);
}
然后就可以用浏览器来访问了。