对象的创建

Step1 类加载检查

当发现一条new指令时,检查:

  1. 该指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用;
  2. 并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载、解析和初始化过。如果没有,那必须先执行相应的类加载过程。

Step2 为新生对象分配内存

对象所需的内存大小在类加载完成之后便可完全确定。分配方式有两种,选择哪种分配方式由java堆是否规整决定;而java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。

两种分配方式:

  1. 指针碰撞(Bump the Pointer): 内存规整
  2. 空闲列表 (Free List): 内存不规整

Step3 分配内存如何保证线程安全

两种方案:

  1. 所有分配内存动作进行同步处理。(不推荐)
  2. 每个线程在java堆预先分配一小块内存,称为本地线程分配缓存(Thread Local Allocation Buffer, TLAB)。各个线程会先在TLAB里面分配内存,该操作不用同步。只有当TLAB用完并分配新的TLAB时,才需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB,可以通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定。

Step4 初始化为零值

虚拟机将分配到的内存都初始化为零值(不包括对象头)。如果使用TLAB,这一步可以提前到TLAB分配时进行。

保证了对象的实例字段可以不赋初始值就能直接使用。

Step5 对象头必要设置

例如,这个对象是哪个类的实例、如何找到类的元数据,对象的hash code, GC分代年龄,是否启用偏向锁...

Step6 执行init方法

<init>执行之前,所有值都是零值。执行完new指令后,会接着执行<init>,把对象按照程序员的意愿初始化。

对象的内存布局

在HotSpot虚拟机中,对象在内存中存储的布局分为3块区域:对象头(Header),实例数据(Instance Data), 对齐填充(Padding)。

Part1 对象头(Header)

细分为两部分:

  1. Mark Word, 存储对象自身的运行时数据 :哈希码hashcode, GC分代年龄, 锁状态标志,线程持有的锁。。。这部分数据很多, 虚拟机为其分配的32bit (32位虚拟机) / 64bit (64位虚拟机) 不够用,因为会根据对象的状态复用自己的存储空间。
  2. 类型指针:即对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
  3. (仅针对java数组):有一块区域保存数组长度

Part2 实例数据(Instance Data)

实例数据,存放对象真正储存的有效信息,也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。

  • 无论是父类的继承来的,还是在子类定义的,都要记录;
  • 记录顺序受到:1.虚拟机分配策略参数(FieldsAllocationStyle); 2.字段在java源码中定义的顺序
  • 默认的分配策略:long/double, int, short/char, byte/boolean, oops(Ordinary Object Pointers)...相同宽度的字段总是优先分配在一起。
  • 在默认的情况下,父类中定义的变量会出现在子类之前;当CompactFields值为true时(默认为true),那么子类中较窄的变量也可能插入到父类变量的空隙之中。
精度(低1-高5)    
1 byte(1字节) Byte
short(2字节) Short
char(2字节) Character
     
2 int(4字节) Integer
     
3 long(8字节) Long
     
4 float(4字节) Float
     
5 double(8字节) Double
     
NA boolean(未定) Boolean

Part3 对齐填充(Padding)

不是必须存在的,也没有特别的意义,就是占位符。HotSpot VM 的自动管理系统要求对象起始地址/对象的大小必须是8字节的整数倍。

  • 对象头部分正好是8字节的倍数(1倍或者2倍)
  • 当对象实例数据没有对齐时,就需要通过对齐填充来补全。

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