Java Instrumentation接口实现报错及对象内存估算问题求助

我正在为一个项目估算部分对象的内存，打算用Instrumentation接口的getObjectSize()方法。参考资料后创建Instrumentation Agent，但制作带自定义清单文件的Agent JAR时，出现错误：java.io.FileNotFoundException: META-INF/MANIFEST.MF (No such file or directory)。

执行的完整命令及错误如下：

user@users-MacBook-Pro objectTesting % jar -cfm Sizeof.jar META-INF/MANIFEST.MF Sizeof.class
java.io.FileNotFoundException: META-INF/MANIFEST.MF (No such file or directory)
at java.base/java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
at java.base/java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:219)
at java.base/java.io.FileInputStream.(FileInputStream.java:158)
at java.base/java.io.FileInputStream.(FileInputStream.java:112)
at jdk.jartool/sun.tools.jar.Main.run(Main.java:278)
at jdk.jartool/sun.tools.jar.Main.main(Main.j

我已经单独创建项目文件夹尝试让Instrumentation接口正常工作，最初以为是manifest文件和META-INF文件夹位置错误，但调整多次后仍报错。

解决方案 #

1. 修复JAR打包的文件找不到错误 #

这个错误的核心是执行jar命令时，当前目录下不存在META-INF/MANIFEST.MF文件，或者路径写错了。按以下步骤解决：

• 先在执行命令的objectTesting目录下，手动创建META-INF文件夹，在里面新建MANIFEST.MF文件，内容必须包含Agent的入口配置，比如：

  Premain-Class: Sizeof
  Can-Redefine-Classes: true
  

  注意：文件最后必须保留空行，否则jar命令会解析失败。
• 确认文件路径正确后再执行打包命令，如果Sizeof.class在当前目录，命令直接使用即可；如果类文件在子目录（比如target/classes），要补全路径：

  jar -cfm Sizeof.jar META-INF/MANIFEST.MF ./Sizeof.class
  

2. 将Instrumentation Agent应用到其他项目 #

Agent打包成JAR后，有两种方式在其他项目中使用：

• 启动时加载：启动目标Java程序时，添加JVM参数指定Agent JAR的绝对路径：

  # 针对可执行JAR
  java -javaagent:/绝对路径/Sizeof.jar -jar 你的项目.jar
  # 针对普通主类
  java -javaagent:/绝对路径/Sizeof.jar com.你的包名.MainClass
  

• 动态加载：如果目标程序已经在运行，可以通过Attach API动态注入Agent，需要引入com.sun.tools.attach:attach-api依赖，示例代码：

  import com.sun.tools.attach.AttachNotSupportedException;
  import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;
  import java.io.IOException;
  
  public class AttachAgent {
      public static void main(String[] args) throws IOException, AttachNotSupportedException {
          // 替换为目标进程的PID
          VirtualMachine vm = VirtualMachine.attach("12345");
          vm.loadAgent("/绝对路径/Sizeof.jar");
          vm.detach();
      }
  }
  

3. Java中其他估算对象内存消耗的方法 #

除了Instrumentation，还有这些常用方法：

• Runtime类差值法：通过创建对象前后的内存差值估算，误差较大（受GC、其他对象影响）：

  Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
  long before = runtime.totalMemory() - runtime.freeMemory();
  Object obj = new YourObject();
  long after = runtime.totalMemory() - runtime.freeMemory();
  System.out.println("对象大小：" + (after - before) + "字节");
  

• 序列化字节法：用工具将对象序列化为字节数组，通过数组长度估算，仅包含可序列化部分，忽略引用：

  byte[] bytes = org.apache.commons.lang3.SerializationUtils.serialize(obj);
  System.out.println("对象大小：" + bytes.length + "字节");
  

• JOL工具库：直接查看对象内存布局和精确大小，精度很高：

  System.out.println(org.openjdk.jol.info.GraphLayout.parseInstance(obj).toPrintable());
  

• 手动计算：根据JVM内存规则（对象头、实例数据、对齐填充）手动计算，比如64位JVM开启压缩指针时，普通对象头占16字节，加上各字段大小后对齐到8字节倍数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者wdk23