Shallow Size和Retained Size详解

前言

在内存快照分析中，想要进行内存分析，总会看见 Shallow Size 和 Retained Size, 这篇文章主要解释

它们分别表示什么含义
它们是如何计算出来的

Java garbage collection (GC)

我们先了解 GC 的一些基本知识

程序中存在一些实例，称作 GC root, 它们不会被 GC 回收，常见的例如静态变量，线程等
被 GC root直接或间接引用的实例会被标记为 in use, 它们也不会被 GC 回收

Shallow Size

Shallow Size 是指实例自身占用的内存，可以理解为保存该’数据结构’需要多少内存，注意不包括它引用的其他实例

计算公式:

Code

1	Shallow Size = [类定义] + 父类fields所占空间 + 自身fields所占空间 + [alignment]

类定义是指，声明一个类本身所需的空间，固定为 8byte, 也就是说，一个不包含任何 fields 的类的’空类’, 也需要占 8byte; 另外类定义空间不会重复计算，就是说，即使类继承其他类，也只算 8byte
父类fields所占空间 , 对于继承了其他类的类来说，父类声明的 fields 显然需要占用一定的空间
自身fields所占空间 , 所有 fields 所占空间之和；fields 分基本类型和引用，基本类型所占空间和系统有关，例如在 32 位系统中 int=4byte, 64 位系统中 int=8byte; 引用固定占 4byte, 例如 String name; 这个变量声明占 4byte.
alignment 是指位数对齐，会让总空间为 8 的倍数，例如某个 A 类，以上 3 项计算出来为 15byte, 那么为了对齐，让它是 8 的倍数，会取最接近的值，所以它的 Shallow Size 是 16byte;

注意，alignment 行为和 JVM 有关，对于 Android 来说，实测 4.4 系统会有对齐行为，但是 5.1 系统不会

Shallow Size 例子

java

class X {
    int a;
    byte b;
    Integer c = new Integer();
}

假设当前是在 32 位系统 , 对于类 X 来说，一个 X 实例的 Shallow Size 为:

类定义的 8byte
没有继承其他类，所以没有父类 fields
a 变量为 int 型，4byte; b 变量为 byte 型，1byte; c 变量是引用类型，和它是否指向具体实例无关，固定占 4byte

如果不算alignment,

1	X的Shallow Size = 8 + 0 + 4 + 1 + 4 = 17byte

如果算上alignment, 那么要补齐为 8 的倍数，也就是 24byte.

java

class Y extends X {
    List d;
    Date e;
}

一个 Y 实例的 Shallow Size 为:

类定义的 8byte
继承了 X 类，X 类的所有 fields 为 X 类的 Shallow Size 减去类定义空间 8byte, 也就是 17byte-8byte=9byte
d, e 都是引用类型，各占 4byte

如果不算alignment,

1	Y的Shallow Size = 8 + 9 + 4 + 4 = 25byte

如果算上alignment, 那么要补齐为 8 的倍数，也就是 32byte.

Retained Size

实例 A 的 Retained Size 是指，当实例 A 被回收时，可以同时被回收的实例的 Shallow Size 之和

所以进行内存分析时，我们应该重点关注 Retained Size 较大的实例；或者可以通过 Retained Size 判断出某 A 实例内部使用的实例是否被其他实例引用.
例如在 Android 中，如果某个 Bitmap 实例的 Retained Size 很小，证明它内部的 byte 数组被复用了，有另一个 Bitmap 实例指向了同一个 byte 数组.