对象内存布局
对象内存布局
1、创建对象的步骤
1.1判断对象对应的类是否加载、链接、初始化
虚拟机遇到一条new指令，首先去检查这个指令的参数能否在Metaspace的常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载、解析和初始化。（即判断类元信息是否存在）。
- 如果没有，那么在双亲委派模式下，使用当前类加载器以ClassLoader+包名+类名为Key进行查找对应的.class 文件。
- 如果没有找到文件，则抛出ClassNotFoundException 异常。
- 如果找到，则进行类加载，并生成对应的Class类对象。
1.2为对象分配内存
首先计算对象占用空间大小，接着在堆中划分一块内存给新对象。 如果实例成员变量是引用变量，仅分配引用变量空间即可，即4个字节大小。
说明：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。
1.3处理并发安全问题
在分配内存空间时，另外一个问题是及时保证new对象时候的线程安全性：创建对象是非常频繁的操作，虚拟机需要解决并发问题。 虚拟机采用了两种方式解决并发问题:
- CAS ( Compare And Swap ）失败重试、区域加锁：保证指针更新操作的原子性;
- TLAB 把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲区，（TLAB ，Thread Local Allocation Buffer）虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定。
1.4初始化分配到的空间
内存分配结束，虚拟机将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头）。这一步保证了对象的实例字段在Java代码中可以不用赋初始值就可以直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
1.5设置对象的对象头
将对象的所属类（即类的元数据信息）、对象的HashCode和对象的GC信息、锁信息等数据存储在对象的对象头中。这个过程的具体设置方式取决于JVM实现。
1.6执行init方法进行初始化
在Java程序的视角看来，初始化才正式开始。初始化成员变量，执行实例化代码块，调用类的构造方法，并把堆内对象的首地址赋值给引用变量。 因此一般来说（由字节码中是否跟随有invokespecial指令所决定），new指令之后会接着就是执行方法，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创建出来。
2、对象的内存布局
2.1对象头
对象头：它主要包括两部分。
- 一个是对象自身的运行时元数据(mark word)。
- 哈希值(hashcode)：对象在堆空间中都有一个首地址值，栈空间的引用根据这个地址指向堆中的对象，这就是哈希值起的作用
- GC分代年龄：对象首先是在Eden中创建的，在经过多次GC后，如果没有被进行回收，就会在survivor中来回移动，其对应的年龄计数器会发生变化，达到阈值后会进入养老区
- 锁状态标志，在同步中判断该对象是否是锁
- 线程持有的锁
- 线程偏向ID
- 偏向时间戳
- 另一个是类型指针，指向元数据区的类元数据InstanceKlass，确定该对象所属的类型
2.2实例数据
作用：
- 它是对象真正存储的有效信息，包括程序代码中定义的各种类型的字段（包括从父类继承下来的和本身拥有的字段）。
这里需要遵循的一些规则：
- 相同宽度的字段总是被分配在一起
- 父类中定义的变量会出现在子类之前（因为父类的加载是优先于子类加载的）
- 如果CompactFields参数为true(默认为true)：子类的窄变量可能插入到父类变量的空隙
2.3对齐填充
对齐填充：不是必须的，也没特别含义，仅仅起到占位符的作用
3、对象的访问定位
3.1方式1：句柄访问
- 实现：堆需要划分出一块内存来做句柄池，reference中存储对象的句柄池地址，句柄中包含对象实例与类型数据各自具体的地址信息。
- 好处：reference中存储稳定句柄地址，对象被移动（垃圾收集时移动对象很普遍）时只会改变句柄中实例数据指针，reference本身不需要被修改。
3.2方式2：直接使用指针访问
- 实现：reference中存储的就是对象的地址，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。
- 好处：速度更快，java中对象访问频繁，每次访问都节省了一次指针定位的时间开销。
3.3HotSpot使用那种方式
HotSpot这里主要使用第2种方式：直接指针访问
JVM可以通过对象引用准确定位到Java堆区中的instanceOopDesc对象，这样既可成功访问到对象的实例信息，当需要访问目标对象的具体类型时，JVM则会通过存储在instanceOopDesc中的元数据指针定位到存储在方法区中的instanceKlass对象上。