阿里面试题：一个 String 字符串占多少内存？

最近一个网友问我，在面试阿里的时候，被问到了一个 String 字符串占用多少内存的问题？他当时懵了，因为他只记得基本数据类型占用的空间大小。

说实话，这个问题，如果是我，我也可以会回答错误。

网上曾经有一道非常著名的题，如下：

既然选项是字节，那我们就应该这么算。

String str = "搞java";  
System.out.println("\"搞java\".length():" + (str.length()));  
System.out.println("\"搞java\".getBytes().length:" + (str.getBytes().length));  
System.out.println("\"搞java\".getBytes(\"GBK\").length:" + (str.getBytes("GBK").length));  
System.out.println("\"搞java\".getBytes(\"UTF-8\").length:" + (str.getBytes("UTF-8").length));  
/**
"搞java".length():5
"搞java".getBytes().length:6
"搞java".getBytes("GBK").length:6
"搞java".getBytes("UTF-8").length:7
*/

所以，选 A 或选 B 都说得过去。但是这是一个单选题，官方给出的最终正确答案是 A，即 6 个字节。原因是，我们的 Window 系统，默认的是 GBK，所以，答案为 A。

现在我们回归到的主题，一个 String 字符串占多少内存？就如上面这个选择题一样，看起来比 long 和 double 都要节约空间？

搜寻了好久，国外网友给出了一个计算公式：

这个公式看的我糊里糊涂的，我们看看 String 的源码。里面有一个 int 的 hash，还有一个 char [] 数组。所以，单纯的讲上面的字符串占用的空间肯定不止 6 个字节。

根据上面这个图，我们可以看出 String 对象的一个基本内存布局情况。需要注意的是 JDK 6 和 JDK 8 String 对象有所改动，计算方式不一样。

由上图可知，一个空 String 所占空间为：

对象头（8 字节）+ char 数组（16 字节）+ 3 个 int（3 × 4 = 12 字节）+1 个 char 数组的引用 (4 字节 ) = 40 字节。这里是 JDK 6 的计算方法。

JDK 8 中，只有一个 int 了，所以一个空的 String 占用 32 字节。

所以，我们最终可以总结一个公式：

// JDK 6
8*( ( 8+2*n+4+12)+7 ) / 8 = 8*(int) ( ( ( (n) *2 )+43) /8 )
// JDK 8
8*( ( 8+2*n+4+4)+7 ) / 8 = 8*(int) ( ( ( (n) *2 )+43) /8 )

其中 N 为字符串长度。

那个这个题，该怎么回答呢？说出你的思路，你对 String 内部结构的构成理解，和计算方式就可以了。实在记不住，也可以使用 Java 自带的 jol-core 工具来计算。

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.9</version>
</dependency>

引入上面的 pom 配置，然后编写简单的几行代码就可以计算出来。

public class XttblogObjectMemory {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print(ClassLayout.parseClass(String.class)
            .toPrintable());
    }
}

空字符串的内存占用情况，计算结果如下所示：

java.lang.String object internals:
     OFFSET  SIZE     TYPE DESCRIPTION                   VALUE     
     0      12          (object header)                  N/A     
     12     4   char[] String.value                      N/A     
     16     4      int String.hash                       N/A
     20     4          (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes

其他 Java 类的内存占用情况，也可以通过 jol-core 工具统计出来，用法和上面的类似。

以上，你知道的越多，不知道的就越多，业余的像一棵小草一样。