Em Java, qual é a melhor maneira de determinar o tamanho de um objeto?

Eu tenho um aplicativo que lê um arquivo CSV com pilhas de linhas de dados. Dou ao usuário um resumo do número de linhas com base nos tipos de dados, mas quero garantir que não leia muitas linhas de dados e cause OutOfMemoryErrors. Cada linha se traduz em um objeto. Existe uma maneira fácil de descobrir o tamanho desse objeto programaticamente? Existe uma referência que define como são grandes os tipos primitivos e as referências a objetos VM?

No momento, tenho um código que diz ler até 32.000 linhas , mas também gostaria de ter um código que leia o maior número possível de linhas até que eu usei 32 MB de memória. Talvez essa seja uma pergunta diferente, mas eu ainda gostaria de saber.

Você pode usar o pacote java.lang.instrument

Compile e coloque esta classe em um JAR:

import java.lang.instrument.Instrumentation;

public class ObjectSizeFetcher {
    private static Instrumentation instrumentation;

    public static void premain(String args, Instrumentation inst) {
        instrumentation = inst;
    }

    public static long getObjectSize(Object o) {
        return instrumentation.getObjectSize(o);
    }
}

Adicione o seguinte ao seu MANIFEST.MF:

Premain-Class: ObjectSizeFetcher

Use getObjectSize:

public class C {
    private int x;
    private int y;

    public static void main(String [] args) {
        System.out.println(ObjectSizeFetcher.getObjectSize(new C()));
    }
}

Invocar com:

java -javaagent:ObjectSizeFetcherAgent.jar C

Você deve usar o jol , uma ferramenta desenvolvida como parte do projeto OpenJDK.

JOL (Java Object Layout) é a pequena caixa de ferramentas para analisar esquemas de layout de objetos em JVMs. Essas ferramentas estão usando o Unsafe, JVMTI e Serviceability Agent (SA) fortemente para decodificar o layout, a área de cobertura e as referências reais do objeto. Isso torna a JOL muito mais precisa do que outras ferramentas que contam com despejos de heap, suposições de especificação etc.

Para obter os tamanhos de primitivas, referências e elementos de matriz, use VMSupport.vmDetails(). No Oracle JDK 1.8.0_40 em execução no Windows de 64 bits (usado para todos os exemplos a seguir), esse método retorna

Running 64-bit HotSpot VM.
Using compressed oop with 0-bit shift.
Using compressed klass with 3-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]

Você pode obter o tamanho superficial de uma instância de objeto usando ClassLayout.parseClass(Foo.class).toPrintable()(opcionalmente passando uma instância para toPrintable). Este é apenas o espaço consumido por uma única instância dessa classe; não inclui nenhum outro objeto referenciado por essa classe. Ele não incluem VM sobrecarga para o cabeçalho objeto, o alinhamento campo e estofamento. Para java.util.regex.Pattern:

java.util.regex.Pattern object internals:
 OFFSET  SIZE        TYPE DESCRIPTION                    VALUE
      0     4             (object header)                01 00 00 00 (0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000)
      4     4             (object header)                00 00 00 00 (0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000)
      8     4             (object header)                cb cf 00 20 (1100 1011 1100 1111 0000 0000 0010 0000)
     12     4         int Pattern.flags                  0
     16     4         int Pattern.capturingGroupCount    1
     20     4         int Pattern.localCount             0
     24     4         int Pattern.cursor                 48
     28     4         int Pattern.patternLength          0
     32     1     boolean Pattern.compiled               true
     33     1     boolean Pattern.hasSupplementary       false
     34     2             (alignment/padding gap)        N/A
     36     4      String Pattern.pattern                (object)
     40     4      String Pattern.normalizedPattern      (object)
     44     4        Node Pattern.root                   (object)
     48     4        Node Pattern.matchRoot              (object)
     52     4       int[] Pattern.buffer                 null
     56     4         Map Pattern.namedGroups            null
     60     4 GroupHead[] Pattern.groupNodes             null
     64     4       int[] Pattern.temp                   null
     68     4             (loss due to the next object alignment)
Instance size: 72 bytes (reported by Instrumentation API)
Space losses: 2 bytes internal + 4 bytes external = 6 bytes total

Você pode obter uma visão resumida do tamanho profundo de uma instância de objeto usando GraphLayout.parseInstance(obj).toFootprint(). Obviamente, alguns objetos na área de cobertura podem ser compartilhados (também referenciados em outros objetos), portanto, é uma supervalorização do espaço que pode ser recuperado quando esse objeto é coletado de lixo. Para o resultado de Pattern.compile("^[a-zA-Z0-9_.+-]+@[a-zA-Z0-9-]+\\.[a-zA-Z0-9-.]+$")(extraído desta resposta ), jol relata uma área total de 1840 bytes, dos quais apenas 72 são a própria instância Pattern.

java.util.regex.Pattern instance footprint:
     COUNT       AVG       SUM   DESCRIPTION
         1       112       112   [C
         3       272       816   [Z
         1        24        24   java.lang.String
         1        72        72   java.util.regex.Pattern
         9        24       216   java.util.regex.Pattern$1
        13        24       312   java.util.regex.Pattern$5
         1        16        16   java.util.regex.Pattern$Begin
         3        24        72   java.util.regex.Pattern$BitClass
         3        32        96   java.util.regex.Pattern$Curly
         1        24        24   java.util.regex.Pattern$Dollar
         1        16        16   java.util.regex.Pattern$LastNode
         1        16        16   java.util.regex.Pattern$Node
         2        24        48   java.util.regex.Pattern$Single
        40                1840   (total)

Se você usar GraphLayout.parseInstance(obj).toPrintable(), o jol informará o endereço, tamanho, tipo, valor e caminho das referências a campo para cada objeto referenciado, embora geralmente sejam muitos detalhes para serem úteis. Para o exemplo de padrão em andamento, você pode obter o seguinte. (Os endereços provavelmente mudarão entre as execuções.)

java.util.regex.Pattern object externals:
          ADDRESS       SIZE TYPE                             PATH                           VALUE
         d5e5f290         16 java.util.regex.Pattern$Node     .root.next.atom.next           (object)
         d5e5f2a0        120 (something else)                 (somewhere else)               (something else)
         d5e5f318         16 java.util.regex.Pattern$LastNode .root.next.next.next.next.next.next.next (object)
         d5e5f328      21664 (something else)                 (somewhere else)               (something else)
         d5e647c8         24 java.lang.String                 .pattern                       (object)
         d5e647e0        112 [C                               .pattern.value                 [^, [, a, -, z, A, -, Z, 0, -, 9, _, ., +, -, ], +, @, [, a, -, z, A, -, Z, 0, -, 9, -, ], +, \, ., [, a, -, z, A, -, Z, 0, -, 9, -, ., ], +, $]
         d5e64850        448 (something else)                 (somewhere else)               (something else)
         d5e64a10         72 java.util.regex.Pattern                                         (object)
         d5e64a58        416 (something else)                 (somewhere else)               (something else)
         d5e64bf8         16 java.util.regex.Pattern$Begin    .root                          (object)
         d5e64c08         24 java.util.regex.Pattern$BitClass .root.next.atom.val$rhs        (object)
         d5e64c20        272 [Z                               .root.next.atom.val$rhs.bits   [false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, true, false, true, true, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, true, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false]
         d5e64d30         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e64d48         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$rhs (object)
         d5e64d60         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e64d78         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$rhs (object)
         d5e64d90         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e64da8         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e64dc0         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.atom.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e64dd8         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.atom.val$lhs        (object)
         d5e64df0         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.atom                (object)
         d5e64e08         32 java.util.regex.Pattern$Curly    .root.next                     (object)
         d5e64e28         24 java.util.regex.Pattern$Single   .root.next.next                (object)
         d5e64e40         24 java.util.regex.Pattern$BitClass .root.next.next.next.atom.val$rhs (object)
         d5e64e58        272 [Z                               .root.next.next.next.atom.val$rhs.bits [false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, true, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false]
         d5e64f68         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.next.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e64f80         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.next.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$rhs (object)
         d5e64f98         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.next.next.atom.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e64fb0         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.next.next.atom.val$lhs.val$rhs (object)
         d5e64fc8         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.next.next.atom.val$lhs (object)
         d5e64fe0         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.next.next.atom      (object)
         d5e64ff8         32 java.util.regex.Pattern$Curly    .root.next.next.next           (object)
         d5e65018         24 java.util.regex.Pattern$Single   .root.next.next.next.next      (object)
         d5e65030         24 java.util.regex.Pattern$BitClass .root.next.next.next.next.next.atom.val$rhs (object)
         d5e65048        272 [Z                               .root.next.next.next.next.next.atom.val$rhs.bits [false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, true, true, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false]
         d5e65158         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.next.next.next.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e65170         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.next.next.next.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs.val$rhs (object)
         d5e65188         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.next.next.next.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e651a0         24 java.util.regex.Pattern$1        .root.next.next.next.next.next.atom.val$lhs.val$lhs.val$rhs (object)
         d5e651b8         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.next.next.next.next.atom.val$lhs.val$lhs (object)
         d5e651d0         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.next.next.next.next.atom.val$lhs (object)
         d5e651e8         24 java.util.regex.Pattern$5        .root.next.next.next.next.next.atom (object)
         d5e65200         32 java.util.regex.Pattern$Curly    .root.next.next.next.next.next (object)
         d5e65220        120 (something else)                 (somewhere else)               (something else)
         d5e65298         24 java.util.regex.Pattern$Dollar   .root.next.next.next.next.next.next (object)

As entradas "(algo mais)" descrevem outros objetos no heap que não fazem parte desse gráfico de objetos .

A melhor documentação para jol são as amostras de jol no repositório de jol. As amostras demonstram operações comuns de jol e mostram como você pode usar o jol para analisar as VMs e os coletores de lixo.

Achei acidentalmente uma classe java "jdk.nashorn.internal.ir.debug.ObjectSizeCalculator", já em jdk, que é fácil de usar e parece bastante útil para determinar o tamanho de um objeto.

System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(new gnu.trove.map.hash.TObjectIntHashMap<String>(12000, 0.6f, -1)));
System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(new HashMap<String, Integer>(100000)));
System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(3));
System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 }));
System.out.println(ObjectSizeCalculator.getObjectSize(new int[100]));

resultados:

164192
48
16
48
416

Alguns anos atrás, o Javaworld publicou um artigo sobre como determinar o tamanho de objetos Java compostos e potencialmente aninhados . Eles basicamente criam uma implementação sizeof () em Java. A abordagem baseia-se basicamente em outro trabalho em que as pessoas identificaram experimentalmente o tamanho de objetos primitivos e típicos de Java e aplicaram esse conhecimento a um método que percorre recursivamente um gráfico de objetos para calcular o tamanho total.

Sempre será um pouco menos preciso do que uma implementação nativa de C simplesmente por causa das coisas acontecendo nos bastidores de uma classe, mas deve ser um bom indicador.

Como alternativa, um projeto SourceForge chamado apropriadamente sizeof que oferece uma biblioteca Java5 com uma implementação sizeof ().

PS Não use a abordagem de serialização, não há correlação entre o tamanho de um objeto serializado e a quantidade de memória que ele consome ao vivo.

Primeiro, "o tamanho de um objeto" não é um conceito bem definido em Java. Você pode significar o próprio objeto, apenas com seus membros, o Objeto e todos os objetos aos quais se refere (o gráfico de referência). Você pode significar o tamanho da memória ou o tamanho do disco. E a JVM pode otimizar coisas como Strings.

Portanto, a única maneira correta é perguntar à JVM, com um bom perfilador (eu uso YourKit ), o que provavelmente não é o que você deseja.

No entanto, a partir da descrição acima, parece que cada linha será independente e não terá uma grande árvore de dependência; portanto, o método de serialização provavelmente será uma boa aproximação na maioria das JVMs. A maneira mais fácil de fazer isso é a seguinte:

 Serializable ser;
 ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
 oos.writeObject(ser);
 oos.close();
 return baos.size();

Lembre-se de que se você tiver objetos com referências comuns, isso não dará o resultado correto e o tamanho da serialização nem sempre corresponderá ao tamanho da memória, mas é uma boa aproximação. O código será um pouco mais eficiente se você inicializar o tamanho ByteArrayOutputStream para um valor razoável.

Se você gostaria de saber quanta memória está sendo usada na sua JVM e quanto é livre, tente algo como isto:

// Get current size of heap in bytes
long heapSize = Runtime.getRuntime().totalMemory();

// Get maximum size of heap in bytes. The heap cannot grow beyond this size.
// Any attempt will result in an OutOfMemoryException.
long heapMaxSize = Runtime.getRuntime().maxMemory();

// Get amount of free memory within the heap in bytes. This size will increase
// after garbage collection and decrease as new objects are created.
long heapFreeSize = Runtime.getRuntime().freeMemory();

edit: Eu pensei que isso poderia ser útil, pois o autor da pergunta também afirmou que gostaria de ter uma lógica que lide com "leia o maior número possível de linhas até que eu usei 32 MB de memória".

Quando trabalhei no Twitter, escrevi um utilitário para calcular o tamanho profundo do objeto. Ele leva em conta diferentes modelos de memória (32 bits, oops compactados, 64 bits), preenchimento, preenchimento de subclasse, funciona corretamente em estruturas de dados circulares e matrizes. Você pode apenas compilar este arquivo .java; não possui dependências externas:

https://github.com/twitter/commons/blob/master/src/java/com/twitter/common/objectsize/ObjectSizeCalculator.java

Muitas das outras respostas fornecem tamanhos rasos - por exemplo, o tamanho de um HashMap sem nenhuma das chaves ou valores, o que provavelmente não é o que você deseja.

O projeto jamm usa o pacote java.lang.instrumentation acima, mas percorre a árvore e, portanto, pode fornecer o uso profundo da memória.

new MemoryMeter().measureDeep(myHashMap);

https://github.com/jbellis/jamm

Para usar o MemoryMeter, inicie a JVM com "-javaagent: /jamm.jar"

Você tem que andar pelos objetos usando reflexão. Tenha cuidado como você faz:

• Apenas alocar um objeto tem alguma sobrecarga na JVM. A quantidade varia de acordo com a JVM, portanto, você pode tornar esse valor um parâmetro. Faça pelo menos uma constante (8 bytes?) E aplique a qualquer coisa alocada.
• Só porque byteé teoricamente 1 byte não significa que leva apenas um na memória.
• Haverá loops nas referências a objetos; portanto, você precisará manter um HashMapou mais itens iguais a object como o comparador para eliminar loops infinitos.

@ jodonnell: Eu gosto da simplicidade da sua solução, mas muitos objetos não são serializáveis ​​(portanto, isso geraria uma exceção), os campos podem ser transitórios e os objetos podem substituir os métodos padrão.

Você deve medir com uma ferramenta ou estimar manualmente, e isso depende da JVM que você está usando.

Há alguma sobrecarga fixa por objeto. É específico da JVM, mas eu costumo estimar 40 bytes. Então você tem que olhar para os membros da classe. As referências de objeto são 4 (8) bytes em uma JVM de 32 bits (64 bits). Os tipos primitivos são:

• booleano e byte: 1 byte
• char e short: 2 bytes
• int e float: 4 bytes
• longo e duplo: 8 bytes

Matrizes seguem as mesmas regras; ou seja, é uma referência a objeto, que ocupa 4 (ou 8) bytes no objeto e, em seguida, seu comprimento multiplicado pelo tamanho do elemento.

Tentar fazer isso de forma programática com chamadas Runtime.freeMemory()não oferece muita precisão, devido a chamadas assíncronas para o coletor de lixo, etc. Criar um perfil do heap com -Xrunhprof ou outras ferramentas fornecerá os resultados mais precisos.

A java.lang.instrument.Instrumentationclasse fornece uma ótima maneira de obter o tamanho de um objeto Java, mas requer que você defina umpremain execute seu programa com um agente java. Isso é muito chato quando você não precisa de nenhum agente e precisa fornecer um agente Jar fictício para o seu aplicativo.

Então, eu tenho uma solução alternativa usando a Unsafeclasse do sun.misc. Portanto, considerando o alinhamento da pilha de objetos de acordo com a arquitetura do processador e calculando o deslocamento máximo do campo, é possível medir o tamanho de um Objeto Java. No exemplo abaixo, eu uso uma classe auxiliar UtilUnsafepara obter uma referência ao sun.misc.Unsafeobjeto.

private static final int NR_BITS = Integer.valueOf(System.getProperty("sun.arch.data.model"));
private static final int BYTE = 8;
private static final int WORD = NR_BITS/BYTE;
private static final int MIN_SIZE = 16; 

public static int sizeOf(Class src){
    //
    // Get the instance fields of src class
    // 
    List<Field> instanceFields = new LinkedList<Field>();
    do{
        if(src == Object.class) return MIN_SIZE;
        for (Field f : src.getDeclaredFields()) {
            if((f.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0){
                instanceFields.add(f);
            }
        }
        src = src.getSuperclass();
    }while(instanceFields.isEmpty());
    //
    // Get the field with the maximum offset
    //  
    long maxOffset = 0;
    for (Field f : instanceFields) {
        long offset = UtilUnsafe.UNSAFE.objectFieldOffset(f);
        if(offset > maxOffset) maxOffset = offset; 
    }
    return  (((int)maxOffset/WORD) + 1)*WORD; 
}
class UtilUnsafe {
    public static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;

    static {
        Object theUnsafe = null;
        Exception exception = null;
        try {
            Class<?> uc = Class.forName("sun.misc.Unsafe");
            Field f = uc.getDeclaredField("theUnsafe");
            f.setAccessible(true);
            theUnsafe = f.get(uc);
        } catch (Exception e) { exception = e; }
        UNSAFE = (sun.misc.Unsafe) theUnsafe;
        if (UNSAFE == null) throw new Error("Could not obtain access to sun.misc.Unsafe", exception);
    }
    private UtilUnsafe() { }
}

Há também a ferramenta Memory Measurer (anteriormente no Google Code , agora no GitHub ), que é simples e publicada sob a licença Apache 2.0 comercial , conforme discutida em uma pergunta semelhante .

Também requer um argumento de linha de comando para o interpretador java, se você deseja medir o consumo de bytes de memória, mas parece funcionar bem, pelo menos nos cenários que eu o usei.

Sem precisar mexer na instrumentação e assim por diante, e se você não precisar saber o tamanho exato de bytes de um objeto, poderá seguir a seguinte abordagem:

System.gc();
Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();

do your job here

System.gc();
Runtime.getRuntime().totalMemory() - Runtime.getRuntime().freeMemory();

Dessa forma, você lê a memória usada antes e depois e, chamando o GC imediatamente antes de obter a memória usada, diminui o "ruído" quase para 0.

Para obter um resultado mais confiável, você pode executar seu trabalho n vezes e, em seguida, dividir a memória usada por n, obtendo quanta memória uma execução leva. Ainda mais, você pode executar a coisa toda mais vezes e fazer uma média.

Aqui está um utilitário que eu criei usando alguns dos exemplos vinculados para lidar com 32 bits, 64 bits e 64 bits com OOP compactado. Ele usa sun.misc.Unsafe.

Ele é usado Unsafe.addressSize()para obter o tamanho de um ponteiro nativo e Unsafe.arrayIndexScale( Object[].class )o tamanho de uma referência Java.

Ele usa o deslocamento de campo de uma classe conhecida para calcular o tamanho base de um objeto.

import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.IdentityHashMap;
import java.util.Stack;
import sun.misc.Unsafe;

/** Usage: 
 * MemoryUtil.sizeOf( object )
 * MemoryUtil.deepSizeOf( object )
 * MemoryUtil.ADDRESS_MODE
 */
public class MemoryUtil
{
    private MemoryUtil()
    {
    }

    public static enum AddressMode
    {
        /** Unknown address mode. Size calculations may be unreliable. */
        UNKNOWN,
        /** 32-bit address mode using 32-bit references. */
        MEM_32BIT,
        /** 64-bit address mode using 64-bit references. */
        MEM_64BIT,
        /** 64-bit address mode using 32-bit compressed references. */
        MEM_64BIT_COMPRESSED_OOPS
    }

    /** The detected runtime address mode. */
    public static final AddressMode ADDRESS_MODE;

    private static final Unsafe UNSAFE;

    private static final long ADDRESS_SIZE; // The size in bytes of a native pointer: 4 for 32 bit, 8 for 64 bit
    private static final long REFERENCE_SIZE; // The size of a Java reference: 4 for 32 bit, 4 for 64 bit compressed oops, 8 for 64 bit
    private static final long OBJECT_BASE_SIZE; // The minimum size of an Object: 8 for 32 bit, 12 for 64 bit compressed oops, 16 for 64 bit
    private static final long OBJECT_ALIGNMENT = 8;

    /** Use the offset of a known field to determine the minimum size of an object. */
    private static final Object HELPER_OBJECT = new Object() { byte b; };


    static
    {
        try
        {
            // Use reflection to get a reference to the 'Unsafe' object.
            Field f = Unsafe.class.getDeclaredField( "theUnsafe" );
            f.setAccessible( true );
            UNSAFE = (Unsafe) f.get( null );

            OBJECT_BASE_SIZE = UNSAFE.objectFieldOffset( HELPER_OBJECT.getClass().getDeclaredField( "b" ) );

            ADDRESS_SIZE = UNSAFE.addressSize();
            REFERENCE_SIZE = UNSAFE.arrayIndexScale( Object[].class );

            if( ADDRESS_SIZE == 4 )
            {
                ADDRESS_MODE = AddressMode.MEM_32BIT;
            }
            else if( ADDRESS_SIZE == 8 && REFERENCE_SIZE == 8 )
            {
                ADDRESS_MODE = AddressMode.MEM_64BIT;
            }
            else if( ADDRESS_SIZE == 8 && REFERENCE_SIZE == 4 )
            {
                ADDRESS_MODE = AddressMode.MEM_64BIT_COMPRESSED_OOPS;
            }
            else
            {
                ADDRESS_MODE = AddressMode.UNKNOWN;
            }
        }
        catch( Exception e )
        {
            throw new Error( e );
        }
    }


    /** Return the size of the object excluding any referenced objects. */
    public static long shallowSizeOf( final Object object )
    {
        Class<?> objectClass = object.getClass();
        if( objectClass.isArray() )
        {
            // Array size is base offset + length * element size
            long size = UNSAFE.arrayBaseOffset( objectClass )
                    + UNSAFE.arrayIndexScale( objectClass ) * Array.getLength( object );
            return padSize( size );
        }
        else
        {
            // Object size is the largest field offset padded out to 8 bytes
            long size = OBJECT_BASE_SIZE;
            do
            {
                for( Field field : objectClass.getDeclaredFields() )
                {
                    if( (field.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0 )
                    {
                        long offset = UNSAFE.objectFieldOffset( field );
                        if( offset >= size )
                        {
                            size = offset + 1; // Field size is between 1 and PAD_SIZE bytes. Padding will round up to padding size.
                        }
                    }
                }
                objectClass = objectClass.getSuperclass();
            }
            while( objectClass != null );

            return padSize( size );
        }
    }


    private static final long padSize( final long size )
    {
        return (size + (OBJECT_ALIGNMENT - 1)) & ~(OBJECT_ALIGNMENT - 1);
    }


    /** Return the size of the object including any referenced objects. */
    public static long deepSizeOf( final Object object )
    {
        IdentityHashMap<Object,Object> visited = new IdentityHashMap<Object,Object>();
        Stack<Object> stack = new Stack<Object>();
        if( object != null ) stack.push( object );

        long size = 0;
        while( !stack.isEmpty() )
        {
            size += internalSizeOf( stack.pop(), stack, visited );
        }
        return size;
    }


    private static long internalSizeOf( final Object object, final Stack<Object> stack, final IdentityHashMap<Object,Object> visited )
    {
        // Scan for object references and add to stack
        Class<?> c = object.getClass();
        if( c.isArray() && !c.getComponentType().isPrimitive() )
        {
            // Add unseen array elements to stack
            for( int i = Array.getLength( object ) - 1; i >= 0; i-- )
            {
                Object val = Array.get( object, i );
                if( val != null && visited.put( val, val ) == null )
                {
                    stack.add( val );
                }
            }
        }
        else
        {
            // Add unseen object references to the stack
            for( ; c != null; c = c.getSuperclass() )
            {
                for( Field field : c.getDeclaredFields() )
                {
                    if( (field.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0 
                            && !field.getType().isPrimitive() )
                    {
                        field.setAccessible( true );
                        try
                        {
                            Object val = field.get( object );
                            if( val != null && visited.put( val, val ) == null )
                            {
                                stack.add( val );
                            }
                        }
                        catch( IllegalArgumentException e )
                        {
                            throw new RuntimeException( e );
                        }
                        catch( IllegalAccessException e )
                        {
                            throw new RuntimeException( e );
                        }
                    }
                }
            }
        }

        return shallowSizeOf( object );
    }
}

Eu estava procurando por um cálculo em tempo de execução de um tamanho de objeto que atendesse aos seguintes requisitos:

• Disponível em tempo de execução, sem necessidade de incluir instrumentação.
• Funciona com Java 9 ou superior sem acesso ao inseguro.
• É baseado apenas na classe. Não é um tamanho profundo; isso leva em consideração os comprimentos das strings, os comprimentos da matriz etc.

O seguinte é baseado no código principal do artigo original de especialistas em java ( https://www.javaspecialists.eu/archive/Issue078.html ) e em alguns bits da versão insegura em outra resposta a esta pergunta.

Espero que alguém ache útil.

public class JavaSize {

private static final int NR_BITS = Integer.valueOf(System.getProperty("sun.arch.data.model"));
private static final int BYTE = 8;
private static final int WORD = NR_BITS / BYTE;
private static final int HEADER_SIZE = 8;

public static int sizeOf(Class<?> clazz) {
    int result = 0;

    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()) {
                    Class<?> primitiveClass = fields[i].getType();
                    if (primitiveClass == boolean.class || primitiveClass == byte.class) {
                        result += 1;
                    } else if (primitiveClass == short.class) {
                        result += 2;
                    } else if (primitiveClass == int.class || primitiveClass == float.class) {
                        result += 4;
                    } else if (primitiveClass == double.class || primitiveClass == long.class) {
                        result += 8;
                    }

                } else {
                    // assume compressed references.
                    result += 4;
                }
            }
        }

        clazz = clazz.getSuperclass();

        // round up to the nearest WORD length.
        if ((result % WORD) != 0) {
            result += WORD - (result % WORD);
        }
    }

    result += HEADER_SIZE;

    return result;
}

}

Não há uma chamada de método, se é isso que você está pedindo. Com um pouco de pesquisa, suponho que você possa escrever sua própria. Uma instância específica possui um tamanho fixo derivado do número de referências e valores primitivos mais os dados da contabilidade da instância. Você simplesmente percorreria o gráfico do objeto. Quanto menos variados os tipos de linha, mais fácil.

Se isso for muito lento ou apenas mais problemas do que vale, sempre haverá boas linhas antiquadas contando a regra de ouro.

Eu escrevi um teste rápido uma vez para estimar rapidamente:

public class Test1 {

    // non-static nested
    class Nested { }

    // static nested
    static class StaticNested { }

    static long getFreeMemory () {
        // waits for free memory measurement to stabilize
        long init = Runtime.getRuntime().freeMemory(), init2;
        int count = 0;
        do {
            System.out.println("waiting..." + init);
            System.gc();
            try { Thread.sleep(250); } catch (Exception x) { }
            init2 = init;
            init = Runtime.getRuntime().freeMemory();
            if (init == init2) ++ count; else count = 0;
        } while (count < 5);
        System.out.println("ok..." + init);
        return init;
    }

    Test1 () throws InterruptedException {

        Object[] s = new Object[10000];
        Object[] n = new Object[10000];
        Object[] t = new Object[10000];

        long init = getFreeMemory();

        //for (int j = 0; j < 10000; ++ j)
        //    s[j] = new Separate();

        long afters = getFreeMemory();

        for (int j = 0; j < 10000; ++ j)
            n[j] = new Nested();

        long aftersn = getFreeMemory();

        for (int j = 0; j < 10000; ++ j)
            t[j] = new StaticNested();

        long aftersnt = getFreeMemory();

        System.out.println("separate:      " + -(afters - init) + " each=" + -(afters - init) / 10000);
        System.out.println("nested:        " + -(aftersn - afters) + " each=" + -(aftersn - afters) / 10000);
        System.out.println("static nested: " + -(aftersnt - aftersn) + " each=" + -(aftersnt - aftersn) / 10000);

    }

    public static void main (String[] args) throws InterruptedException {
        new Test1();
    }

}

O conceito geral é alocar objetos e medir a mudança no espaço livre da pilha. A chave é getFreeMemory()que solicita que o GC seja executado e aguarda a estabilização do tamanho do heap livre relatado . A saída do acima é:

nested:        160000 each=16
static nested: 160000 each=16

É o que esperamos, dado o comportamento do alinhamento e a possível sobrecarga do cabeçalho do bloco de heap.

O método de instrumentação detalhado na resposta aceita aqui é o mais preciso. O método que descrevi é preciso, mas apenas sob condições controladas em que nenhum outro encadeamento está criando / descartando objetos.

Basta usar java visual VM.

Tem tudo o que você precisa para analisar e depurar problemas de memória.

Ele também possui um console OQL (Object Query Language) que permite fazer muitas coisas úteis, uma das quais sizeof(o)

Ao usar o JetBrains IntelliJ, primeiro habilite "Anexar agente de memória" em Arquivo | Configurações | Compilação, Execução, Implantação | Depurador.

Ao depurar, clique com o botão direito do mouse em uma variável de interesse e escolha "Calcular tamanho retido":

Minha resposta é baseada no código fornecido por Nick. Esse código mede a quantidade total de bytes que são ocupados pelo objeto serializado. Portanto, isso realmente mede o material de serialização + a pegada de memória de objeto simples (apenas serialize, por exemplo, inte você verá que a quantidade total de bytes serializados não é 4). Portanto, se você deseja que o número de bytes brutos seja usado exatamente para o seu objeto - é necessário modificar um pouco esse código. Igual a:

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

public class ObjectSizeCalculator {
    private Object getFirstObjectReference(Object o) {
        String objectType = o.getClass().getTypeName();

        if (objectType.substring(objectType.length()-2).equals("[]")) {
            try {
                if (objectType.equals("java.lang.Object[]"))
                    return ((Object[])o)[0];
                else if (objectType.equals("int[]"))
                    return ((int[])o)[0];
                else
                    throw new RuntimeException("Not Implemented !");
            } catch (IndexOutOfBoundsException e) {
                return null;
            }
        }

        return o;
    } 

    public int getObjectSizeInBytes(Object o) {
        final String STRING_JAVA_TYPE_NAME = "java.lang.String";

        if (o == null)
            return 0;

        String objectType = o.getClass().getTypeName();
        boolean isArray = objectType.substring(objectType.length()-2).equals("[]");

        Object objRef = getFirstObjectReference(o);
        if (objRef != null && !(objRef instanceof Serializable))
            throw new RuntimeException("Object must be serializable for measuring it's memory footprint using this method !");

        try {
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
            oos.writeObject(o);
            oos.close();
            byte[] bytes = baos.toByteArray();

            for (int i = bytes.length - 1, j = 0; i != 0; i--, j++) {
                if (objectType != STRING_JAVA_TYPE_NAME) {
                    if (bytes[i] == 112)
                        if (isArray)
                            return j - 4;
                        else
                            return j;
                } else {
                    if (bytes[i] == 0)
                        return j - 1;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            return -1;
        }

        return -1;
    }    

}