JVM中的对象

桃扇骨 2022-08-06 10:11 119阅读 0赞

# JVM中的对象 #

## 1、对象的创建 ##

Java是一门面向对象的编程语言，在Java程序运行过程中无时无刻都有对象被创建出来。  
   虚拟机遇到一条new指令时  
  **（1）**检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。  
   如果没有就必须先执行相应的类加载过程。  
  **（2）**类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需内存的大小在类加载完成后便可完全确定。  
            为对象分配内存的方法：  
        **指针碰撞**：假设Java堆中内存是绝对规整的，所有用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点指示器，那分配内存就仅仅是把那个指          针指向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离。  
        **空闲列表**：如果Java堆中的内存并不是规整的，已使用的内存和未使用的内存相互交错，就不能进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护一个列表，记录上哪些内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记录，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的。  
  **（3）**内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），如果使用TLAB，这一工作也可以提前至TLAB分配时进行。这一步操作保证了对象的实例字段在java代码中可以不赋初值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。  
  **（4）**虚拟机对对象进行必要的设置，例如这个对象时哪个类的实例，如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希吗、对象的GC分代年龄等信息。这些信息存放在  
对象的对象头中。  
  
上面的工作都完成之后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了，但从Java程序的视角来看，对象创建才刚刚开始--<init>方法还没有执行，所有字段都还为零，所以，一般来说（由字节码中是否跟随invokeespecial指令所决定），执行new指令之后会接着执行<init>方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。

## 2、对象的内存布局 ##

在Hotspot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块区域: **对象头（Header）**、 **实例数据（Instance Data）**和 **对象填充（Padding）**

HotSpot虚拟机对象头：

（1） **对象自身的运行时数据**，如哈希吗、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，官方称为“Mark World”，  
   （2） **类型指针**，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时哪个类的实例。如果对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小，但是从数组的元数据中却无法确定数组的大小。

实例数据部分：是对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各种类型的字段的内容。

对齐填充：这部分并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpotVM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说，就是对象的大小必须是8字节的整数倍，而对象头部分正好是8字节的整数倍，因此，当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。

##  3、对象的访问定位 ##

可以通过使用栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。有两种方式来访问具体对象： **句柄和直接指针**。  
    **句柄**：Java堆中划分出一个句柄池，专门用来存放对象的实例地址和类型地址。而栈中的reference只是该句柄池中某一句柄的地址。好处是当进行垃圾回收并被移动后，对象地址改变而reference的数据不用改变。  
    **直接指针**:reference直接指向某一对象的地址。好处便是速度快，节省了一次定位的时间开销。