满嘴都是糖果

对象的创建

当虚拟机遇到一条字节码new指令时，虚拟机的步骤：

1. 检查这个指令的参数是否能在常量池中定位大盘一个类的符号引用，并且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， 那必须先执行相应的类加载过程

2. 在类加载检查通过后， 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累加载完成之后可完全确定。

   假设Java堆中内存是绝对规整的，那么可以将指针向空闲空间方向挪动一段对象大小的距离，这称为指针碰撞；但如果Java堆中的内存并不是规整的， 已被使用的内存和空闲的内存相互交错在一起 ，虚拟机会维护一个空闲列表，从列表中找到一块空间划分给对象实例。Java堆是否规整由垃圾处理器是是否带有空间压缩整理能力决定。

   对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为，修改指针位置存在线程安全问题。处理措施分类两种：分配内存空间做同步处理——CAS机制；在堆内为每个线程分配一块私有的内存区域，称为本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer， TLAB），只有缓冲使用完了，分配新的缓存区时需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB， 可以通过-XX： +/-UseTLAB参数来设定。

3. 内存分配完成之后，虚拟机将分配到的内存空间（不包含对象头）都初始化为零值，如果使用了TLAB的话，这个工作可以提前至TLAB分配时进行。这部操作确保了对象的实例字段在Java代码中可以在不赋初值就直接使用。

4. 设置对象头中的数据，例如这个对象是哪个类的实例、 如何才能找到类的元数据信息、 对象的哈希码、 对象的GC分代年龄等信息。

对象的内存布局

对象在堆内分为三部分：对象头、实例数据和对齐填充。

对象头包含两类信息：

• 第一类是用于存储对象自身的运行时数据， 如哈希码（HashCode） 、 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， 这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针） 中分别为32个比特和64个比特， 官方称它为“Mark Word”。对象头信息是与对象自身定义的数据无关的额外存储成本, Mark Word部分被设计成一个非固定的动态数据结构，它会根据对象的状态服用自己的存储空间。 具体的在并发部分进行了解。

• 另外一部分是类型指针， 即对象指向它的类型元数据的指针， Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。此外， 如果对 象是一个Java数组， 那在对象头中还必须有一块用于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， 但是如果数组的长度是不确定的， 将无法通过元数据中的信息推断出数组的大小

实例数据：在程序代码里面所有定义的各种类型的字段内容都必须记录。这部分的存储顺序受到虚拟机分配策略参数（-XX:FieldsAllocationStyle 参数）和Java源码中定义顺序的影响。HotSpot虚拟机默认的分配顺序为longs/doubles、 ints、 shorts/chars、 bytes/booleans、 oops（OrdinaryObject Pointers， OOPs） ， 从以上默认的分配策略中可以看到， 相同宽度的字段总是被分配到一起存放， 在满足这个前提条件的情况下， 在父类中定义的变量会出现在子类之前。 如果HotSpot虚拟机的+XX： CompactFields参数值为true（默认就为true） ， 那子类之中较窄的变量也允许插入父类变量的空隙之中， 以节省出一点点空间。

对齐填充 ：仅仅起着占位符的作用。 由于HotSpot虚拟机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 任何对象的大小都必须是8字节的整数倍。 对象头部分已经被精心设计成正好是8字节的倍数（1倍或者2倍） ， 因此， 如果对象实例数据部分没有对齐的话， 就需要通过对齐填充来补全。

对象的访问定位

分为两种方式：使用句柄和直接指针

• 如果使用句柄访问的话， Java堆中将可能会划分出一块内存来作为句柄池， reference中存储的就是对象的句柄地址， 而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自具体的地址信息。使用句柄来访问的最大好处就是reference中存储的是稳定句柄地址， 在对象被移动（垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为） 时只会改变句柄中的实例数据指针， 而reference本身不需要被修改。

• 如果使用直接指针访问的话， Java堆中对象的内存布局就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息， reference中存储的直接就是对象地址， 如果只是访问对象本身的话， 就不需要多一次间接访问的开销，因此使用直接指针来访问最大的好处就是速度更快， 它节省了一次指针定位的时间开销， 由于对象访问在Java中非常频繁， 因此这类开销积少成多也是一项极为可观的执行成本。HotSpot而言， 它主要使用直接指针访问方式进行对象访问。

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