JVM如何創建對象及訪問定位

這篇文章主要介紹了JVM如何創建對象及訪問定位，具有一定借鑒價值，需要的朋友可以參考下。希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲。下面讓小編帶著大家一起了解一下。

1、對象的創建

• 虛擬機接收到new指令時，檢查這個指令能否在常量池中定位到一個類的符號引用，并且檢查這個符號引用代表的類是否已被加載、解析和初始化。如果都沒有，先執行類加載過程。
• 在類加載通過后，虛擬機為新對象分配內存（把一塊確定大小的內存從Java堆中劃分出來），內存大小在類加載完成后即可完全確定。
• 兩種分配方式：
  • (1)：指針碰撞：假設Java堆中內存是絕對規整的，即使用過的內存在一邊，空閑的內存在另外一邊，中間放著一個指針作為指示器，通過移動指針實現內存分配。
  • (2)：空閑列表：如果Java堆中的內存并不是規整的，即已使用的內存和空閑的內存相互交錯，虛擬機就必須維護一個列表，記錄哪些內存塊是可用的，通過從列表中尋找空間劃分給對象實例來分配內存。
• Java堆是否規整由所采用的垃圾收集器是否有壓縮整理功能決定。
• 在虛擬機中創建對象不是線程安全的行為，可能出現在給對象A分配內存，指針還沒來得及修改，對象B又使用了原來的指針來分配內存。有兩種解決方案：
• (1)：對分配內存空間的動作進行同步處理，實際上虛擬機采用CAS配上失敗重試的方式保證更新操作的原子性；
• (2)：把內存分配的動作按照線程劃分在不同的空間中進行，即每個線程在Java堆中預先分配一小塊內存，稱為本地線程分配緩沖(Thread Loal Allocation Buffer,TLAB)。
• 內存分配完成后，需要將分配到的內存空間都初始化為零值，保證對象的實例字段在Java代碼中可以不賦初始值就可以直接使用，程序能訪問到這些字段的數據類型對應的零值。
• 設置對象，把對象是哪個類的實例，如何才能找到類的元數據信息，對象的哈希碼，對象的GC分代年齡等存放在對象頭中。

2. 對象的內存布局：對象在內存中存儲的布局可以分為3塊：對象頭（Header）、實例數據（Instance Data）、對齊填充（Padding）。對象頭，包括兩部分信息：

(1)：存儲對象自身的運行時數據，如哈希碼、GC分代年齡、鎖狀態標志、線程持有的鎖、偏向線程ID、偏向時間戳等，這部分數據的長度在32位和64位的虛擬機中分別為32bit和64bit，官方稱為Mark Word（非固定的數據結構，根據對象的狀態復用自己的存儲空間）。

(2)：類型指針，即指向對象的類元數據的指針，虛擬機通過這個指針來確定這個對象是哪個類的實例。

• 實例數據：對象真正存儲的有效信息，即程序代碼中所定義的各種類型的字段內容。無論是從父類繼承下來的，還是子類自己定義的，都需要記錄。
• 對齊填充：不是必然存在，起著占位符的作用，由于HotSpot VM要求對象的大小必須是8字節的整數倍，而對象頭部分正好是8字節的整數倍，因此當實例數據沒有對齊時，通過對齊填充來補全。

3. 對象的訪問定位：Java通過棧上的reference數據（局部變量表中的對象引用）來操作堆上的具體對象，reference只規定了指向對象的引用，沒有定義怎么去定位，訪問堆中的對象的位置。對象訪問方式由迅疾實現。

(1)：句柄訪問：Java堆會劃分出一塊內存作為句柄池，reference存儲的就是對象的句柄地址，句柄包含了對象實例數據和類型數據各自的地址信息。

優勢：reference中存儲的是穩定的句柄地址，對象移動時只改變句柄中的實例數據指針，不改變reference。

(2)：直接指針：reference中存儲的直接就是對象地址，Java堆中放置訪問對象類型數據（存放在方法區）的地址。

優勢：速度更快，節省了一次指針定位的時間開銷，HotSpot是使用直接指針訪問。

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