Java - 空变量是否需要内存空间

Question

考虑以下代码块：

class CheckStore {
    private String displayText;
    private boolean state;
    private String meaningfulText;
    private URL url;

    public CheckStore(String text, boolean state) {
        this.displayText = text;
        this.state = state;
    }
    :
    :
}

当我在构造函数中初始化两个变量（displayText 和 state）时，其他两个变量（meaningfulText 和 url）是否需要内存空间来存储 null 值？

第一季度。如果它们确实需要空间，null 值在内存中占用多少内存？ （例如int 占用 4 个字节）。

第二季度。一个字符串在内存中占用多少空间？一个字符串占用多少内存空间？它取决于字符串的长度吗？

Answer 1

在 Java 中，null 只是一个引用（基本上是一个受限指针）可以拥有的值。这意味着引用什么都没有。在这种情况下，您仍然会占用参考空间。这是 32 位系统上的 4 个字节或 64 位系统上的 8 个字节。但是，在您实际分配该类的实例以指向引用之前，您不会为引用指向的类消耗任何空间。

编辑：就字符串而言，Java 中的 String 为每个字符占用 16 位（2 个字节），加上少量的簿记开销，这可能是未记录的并且是特定于实现的。

Answer 2

我想补充：

1. 引用类型的变量将被初始化为空值。
2. null 不是对象。因为 (null instanceof Object) 等于 false

3. JVM 中只有一个空值。不管有多少变量引用null。

   对象 s = (String)null;

   对象 i = (Integer)null;

   System.out.println(s == i);//真

Answer 3

您可以使用jol 来获取该类的布局。 （但要小心，您可能需要对其背后的机制有更深入的了解，不要盲目相信结果，并注意这只是对当前使用的 VM 的估计（在我的情况下为 1.7.0_76 x64 获胜:)：

我使用 CLI 版本，我想正确的方法是将库包含在您的项目中，但无论如何，它似乎是这样工作的：

test>java -cp target\classes;jol-cli-0.3.1-full.jar org.openjdk.jol.Main internals test.CheckStore
Running 64-bit HotSpot VM.
Using compressed oop with 0-bit shift.
Using compressed klass with 0-bit shift.
Objects are 8 bytes aligned.
Field sizes by type: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]
Array element sizes: 4, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]

VM fails to invoke the default constructor, falling back to class-only introspection.

test.CheckStore object internals:
 OFFSET  SIZE    TYPE DESCRIPTION                    VALUE
      0    12         (object header)                N/A
     12     1 boolean CheckStore.state               N/A
     13     3         (alignment/padding gap)        N/A
     16     4  String CheckStore.displayText         N/A
     20     4  String CheckStore.meaningfulText      N/A
     24     4     URL CheckStore.url                 N/A
     28     4         (loss due to the next object alignment)
Instance size: 32 bytes (estimated, the sample instance is not available)
Space losses: 3 bytes internal + 4 bytes external = 7 bytes total

自动压缩 oops 关闭也是如此：

test>java -XX:-UseCompressedOops -cp target\classes;jol-cli-0.3.1-full.jar org.openjdk.jol.Main internals test.CheckStore
Running 64-bit HotSpot VM.
Objects are 8 bytes aligned.
Field sizes by type: 8, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]
Array element sizes: 8, 1, 1, 2, 2, 4, 4, 8, 8 [bytes]

VM fails to invoke the default constructor, falling back to class-only  introspection.

test.CheckStore object internals:
 OFFSET  SIZE    TYPE DESCRIPTION                    VALUE
      0    16         (object header)                N/A
     16     1 boolean CheckStore.state               N/A
     17     7         (alignment/padding gap)        N/A
     24     8  String CheckStore.displayText         N/A
     32     8  String CheckStore.meaningfulText      N/A
     40     8     URL CheckStore.url                 N/A
Instance size: 48 bytes (estimated, the sample instance is not available)
Space losses: 7 bytes internal + 0 bytes external = 7 bytes total

如果您的字段为空，这些只是对象本身的布局，那么它将不会指向更多对象，否则您还必须查看目标类型（URL 和String）。 （如果您有所有实例的多个实例，则取决于您是多次使用相同的实例还是不同的实例）。不能在内存中跳过空字段，因为它需要在分配实例时调整其大小。所以这些字段都是预先构建的，它们只是不引用堆上其他地方的分配对象。

注意：如果您实现默认构造函数，您将获得更多详细信息，但在这种特定情况下的大小将是相同的。如果您想知道字段的序列和填充来自哪里，您可以检查this article - （基本上它在 8 个字节上对齐对象，按大小对字段进行排序，将相同类型组合在一起，最后引用。来自超类型的字段是第一个, 4 字节对齐。)

Answer 4

Null 表示 0。通常在内存中定义一个位置 null。每当有人使用编程语言指向它时。一切都指向同一个地方。这意味着 NULL 只消耗一个 4 字节的内存。然后任何指向它的东西都不会消耗更多的内存。 NULL 的定义是特定于语言的，但定义它 void *ptr=0;在 C 和 C++ 中很常见。 JAVA 肯定也有类似的定义。不可能指向任何东西。你必须指出一些东西。但是我们定义了一个普通的无，所有指向它的东西都只消耗那个空间。