Java对象

Posted 2021-01-21

1. 对象的创建

1. 类加载

   虚拟机遇到一条new指令时，首先检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类到符号引用，并检查这个符号引用代表到类是否已经被加载、解析和初始化。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程。

2. 分配内存

   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，为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。

3. 内存初始化

   内存分配完成后，虚拟机需要将分配到到内存空间都初始化为零值（不包括对象头）。这一步骤操作保证了对象都实例字段在Java代码中可以不赋值就直接使用，程序能访问到这些字段到数据类型所对应的零值。

4. 对象头设置

   接下来，虚拟机要对对象进行必要对设置，例如这个对象是那个类对实例、如何才能找到类对元数据信息、对象对哈希码、对象对GC分代年龄等信息。这些对象存放在对象头（Object Header）之中。

5. init方法

   一般来说，执行new指令后会接着执行<init>方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化。

2. 对象的内存布局

在HotSpot虚拟机中，对象在内存中的存储的布局可以分为3块区域：对象头（Object Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

1. 对象头

   HotSpot虚拟机的对象头分两部分，第一部分用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码、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。

   第二部分是类型指针，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。另外，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，但是从数组的元数据中无法确定数组的大小。

2. 实例数据

   实例数据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内容。

3. 对齐填充

   不是必须的，也没有特别含义，它仅仅起着占位符的作用，HotSpot VM要求对象大小必须是8字节的整数倍。

3. 对象的访问定位

我们的Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。

1. 句柄访问
   Java堆中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的具体地址信息，如下图：

2. 直接指针访问

   如果使用直接指针访问，那么Java堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数据相关的信息，而reference中存储的直接就是对象地址。如下图：

HotSpot使用第二种方式进行对象的访问。