指针压缩原理和为什么指针压缩只能压缩3位

1 聊指针压缩前明白几个大前提
　　1,java对象是8字节对其的，或者说3个字节对齐的。
　　2,一个字节是8个二进制位。
　　3,4字节能表示多大数据？ 2的32次方=4G 个二进制位的数据，也就是512M

　　4，带宽用的单位是1K 表示2的10次方位，硬盘内存用的1K是2的10次方字节，也就是硬盘内存寻址是按照最低1字节对齐的方式来查找的。

 

2为什么要指针压缩
　　java开启指针压缩指针用4字节表示，不开启用8字节表示，指针如果使用64位的，会增加大量的内存开销，和内存带宽占用。

 

3 4字节，32位的指针只能表示4G个二进制位的数据按照1字节对齐以后，最多可以管理4G的内存，ssd要求最低4K对齐才能发挥其性能。

　　java开启指针压缩后最大理论支持 32G内存，是4G的8倍，怎么做的的？因为Java对象是8字节对齐的( 8是2的3次方  )

　　如果按照8个二进制对齐（1字节8位），32 位的指针可以管理4G（512*8）内存。如果8个这样分分区在一次对齐（Java8 字节对齐），32位的指针就可以管理32G（4G*8）内存

　　 

　　

 

 

  　　所以有人说Java如果32G内存不够，在指针后面多补一个0 就能扩容内存，是不对的，最多只能是3位。如果要能多补一个0来增加最大内存容量，前提是Java使用16字节对齐（头8+4，这样一算感觉好像比8字节对齐更加好，毕竟最小的Java对象需要16字节）。

　　 继续的 扩容需要 32 位对齐，比8+4打了不少，完全是Java会多消耗2倍以上的内存，容量增加了，能装的对象却不会增加。

4 Java 用32位的地址管理者43位二进制能表示的内存空间，或者说35位1字节对齐的空间

 　　可以理解成 32位指针指向 了一个3*8的二维数组，我们用这个数组管理者2的11次方种可能的值，我们不管里面是什么每次要找这个格子11低位前面的32高地址就可以了（相对1字节对齐是3低位的其它32高位）。

 

　

　　总结就一句话：因为有对象对其带来的逻辑分区，实际指针指向分区就可以了，这就是指针压缩算法的原理。理论指针压缩最多可以用 32位 +3位个字节的空间，也就是32G。

5 指针压缩以后，java对象区域内如果有 一个字节的Byte类型，甚至一位的 Boolean 类型怎么表示，怎么访问

　　

 

　　如果我们有个 对象是 一个字节的对象new Byte("1")，他们在 堆内存中占的是 1字节。他们的对象实例区数据很少，比一个指针还小，但是依旧要占用 16 字节（头8+4,实例区1，对其区3）。
　　如果 我们是 直接 byte a = 1，boolean b = true ，这时候对象不会放在堆内存，而是当做常量

　　java 如果使用 new Byte("1")，new Boolean(true)，这种并不会省内存空间，因为对其以后都一样。直接用 new Integer 一样的空间占用。（头8+4，实例区4，对齐区0）

　　比如User 里面有 一个 boolean a ，实例区里面不是放的一位的数据，而是一个4字节的对象指针。这个对象指针指向 一个16字节的对象，这个对象有8+4字节的头，这个对象实例数据里面第一个字节的第一位用来表示这个对象的值，后面还有3字节的填充区。

　　我们访问 user.a 的时候，先找到user 对象里面a的指针，然后再找到a的实例，不会直接得到user.a的指针，32位的指针只会把它低位补3个0来范围字节，补11个0来访问二进制位，然后通过对象结构便宜吧后面的0 换成对应的内存真实地址。

 

 

　　所以Java的使用指针压缩只能使用最大理论32G内存，如果超过32 G内存就只能使用64位指针。如果低于4G指针压缩算法都没必要开启，直接用正常的32位指针就够了。

　　实际64 位的指针太长了，用来寻址实在用不完，指针上面就可以存写别的，比如ZGC染色指针用了2位作为三色标记，1位作为读屏是否需要触发障标记，1位作为ffanaze后对象的状态记录。基本这样用了，还有不少高位空间是空闲。