如何计算Java中的HashMap内存使用情况？

Question

我在接受采访时被要求计算HashMap的内存使用量，以及如果你有200万个项目它将消耗多少估计内存。

例如：

Map <String,List<String>> mp=new HashMap <String,List<String>>();

映射是这样的。

key   value
----- ---------------------------
abc   ['hello','how']
abz   ['hello','how','are','you']

我如何估计Java中这个HashMap对象的内存使用情况？

Answer 1

简短的回答

为了找出对象的大小，我会使用一个分析器。例如，在YourKit中，您可以搜索对象，然后让它计算其深度。如果对象是独立的并且对象是保守的大小，这将让您充分了解将使用多少内存。

狡辩

如果物体的一部分在其他结构中重复使用，例如字符串文字，你不会通过丢弃它来释放这么多内存。事实上，丢弃对HashMap的一个引用可能根本不会释放任何内存。

序列化怎么样？

序列化对象是获得估计的一种方法，但由于序列化开销和编码在内存和字节流方面不同，因此它可能会大量关闭。使用了多少内存取决于JVM（以及它是否使用32/64位引用），但序列化格式始终相同。

EG

在Sun / Oracle的JVM中，整数可以占用16个字节用于标头，4个字节用于数字和4个字节填充（对象在内存中是8字节对齐），总共24个字节。但是，如果序列化一个整数，则需要81个字节，串行两个整数，它们需要91个字节。即，第一个整数的大小膨胀，第二个整数小于内存中使用的整数。

字符串是一个更复杂的例子。在Sun / Oracle JVM中，它包含3个int值和一个char[]引用。所以你可以假设它使用16字节头加上3 * 4字节用于ints，4字节用于char[]，16字节用于char[]，然后每个字符两个字节，对齐到8字节边界...

什么标志可以改变大小？

如果您有64位引用，则char[]引用长度为8个字节，从而产生4个字节的填充。如果您有64位JVM，则可以使用+XX:+UseCompressedOops来使用32位引用。 （所以单看JVM位大小并不能告诉你它的引用大小）

如果你有-XX:+UseCompressedStrings，JVM将尽可能使用byte []而不是char数组。这可能会略微减慢您的应用程序速度，但可以显着提高您的内存消耗当使用byte []时，消耗的内存为每个字符1个字节。 ;）注意：对于4字符串，如示例所示，由于8字节边界，使用的大小相同。

“大小”是什么意思？

正如已经指出的那样，HashMap和List更复杂，因为很多（如果不是全部）可以重用Strings，可能是String文字。你所说的“大小”取决于它的使用方式。即该结构单独使用多少内存？如果结构被丢弃，将释放多少？如果复制结构，将使用多少内存？这些问题可以有不同的答案。

没有探查器你能做什么？

如果你可以确定可能的保守尺寸，足够小，确切的尺寸无关紧要。保守的情况很可能是从头开始构造每个String和条目的地方。 （我只说可能因为HashMap可以容纳10亿个条目，即使它是空的。带有单个字符串的字符串可以是具有20亿个字符的字符串的子字符串）

您可以执行System.gc（），获取空闲内存，创建对象，执行另一个System.gc（）并查看可用内存减少了多少。您可能需要多次创建对象并取平均值。多次重复这个练习，但它可以给你一个公平的想法。

（顺便说一句，虽然System.gc（）只是一个提示，但Sun / Oracle JVM默认情况下每次都会执行Full GC）

Answer 2

我认为应该澄清这个问题，因为HashMap的大小和HashMap的大小以及HashMap包含的对象之间存在差异。

如果考虑HashMap的大小，在您提供的示例中，HashMap存储对String“aby”的一个引用和对List的一个引用。因此列表中的多个元素无关紧要。只有对列表的引用存储在值中。

在32位JVM中，在一个Map条目中，“aby”引用有4个字节，List引用有4个字节，Map条目的“hashcode”int属性为4个字节，“next”属性为4个字节地图条目。

您还添加了4 *（X-1）字节引用，其中“X”是HashMap在调用构造函数new HashMap<String,List<String>>()时创建的空桶数。根据http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/util/HashMap.html，它应该是16。

还有loadFactor，modCount，threshold和size都是原始int类型（16个字节）和header（8bytes）。

所以最后，你上面的HashMap的大小将是4 + 4 + 1 +（4 * 15）+ 16 + 8 = 93字节

这是基于HashMap拥有的数据的近似值。我想也许访谈者有兴趣看看你是否知道HashMap的工作方式（例如，默认构造函数创建和16个桶的数组用于Map条目，事实是存储在HashMap中的对象的大小不影响HashMap大小，因为它只存储引用）。

HashMap被广泛使用，在某些情况下，应该值得使用具有初始容量和负载因子的构造函数。

Answer 3

如果不知道所有字符串是什么，以及每个列表中有多少项，或者不知道字符串是否都是唯一引用，则事先无​​法知道。

确切知道的唯一方法是将整个事物序列化为字节数组（或临时文件）并确切地查看字节数。