HotSpot虚拟机中对象的创建

HotSpot虚拟机中的对象

         HotSpot虚拟机中java对象在堆中分配、布局和访问；

1．对象的创建

        我们都知道在java中创建对象通常（Class类的newInstance方法,Constructor类的newInstance方法，序列化，克隆）只需要关键字new而已，而在HotSpot虚拟机中创建对象的过程如下：

（1）   当HotSpot虚拟机遇见指令new时，虚拟机首先根据指令的参数，去常量池中定位是否有这个类的符号引用，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。如果没有则必须执行相应的类加载过程。

（2）    类加载检查完以后，虚拟机为新生的对象分配内存；分配的方式有2种：
            a：指针碰撞（规整的内存），

            b:空闲列表（不规整的内存）；

           虚拟机用哪一种方式的来为对象分配内存，取决于Java堆是否规整，而java堆是否规整又取决于垃圾回收器是否带有压缩整理

对象的创建是一个非常频繁的操作，即使仅仅是修改指针的位置，在并发的情况下也不是线程安全的；于是HotSpot虚拟机中采用了2种解决方案：

        （1）   对分配内存空间的动作进行同步处理—实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性

        （2）   是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（Thread LocalAllocation Buffer,TLAB）

         对象的内存分配完以后，虚拟机要对对象进行必要的设置，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。这些信息存放在对象的对象头（Object Header）之中。

        在上面工作都完成之后，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，所有的字段都还为零。所以，一般来说（由字节码中是否跟随invokespecial指令所），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（InstanceData）和对齐填充（Padding）。

(1)HotSpot虚拟机的对象头包括两部分信息，

        第一部分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32bit和64bit，官方称它为“MarkWord”。

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  对象是哪个类的实例

（2）实例数据

         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内容。 无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的，都需要记录起来

（3）

        对齐填充并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用

3对象的访问定位

        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：Java堆中将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的具体地址信息。

        

(2)   直接指针两种：reference中存储的就是对象实例数据与类型数据各自的具体地址。

        这两种对象访问方式各有优势，使用句柄来访问的最大好处就是reference中存储的是稳
定的句柄地址，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本身不需要修改。
   使用直接指针访问方式的最大好处就是速度更快，它节省了一次指针定位的时间开销