Java对象创建过程

来源:互联网 发布:网络用语缩写 编辑:程序博客网 时间:2024/05/24 06:40

  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。在语言层面上,创建对象(例如克隆,反序列化)通常仅仅是一个new关键字而已,而在虚拟机中,对象(限于普通Java对象,不包括数组和Class对象等)的创建是怎样的?今天就让我们一起来探究一下:
  
1. 虚拟机遇到一个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,那就执行相应的类加载过程(加载-连接-初始化,连接中又有三个步骤:验证、准备、解析)具体的类加载过程我们会在另一篇博客中介绍。
  
2. 类加载完后,虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需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。分配内存的方式有两种:

(1)假设Java堆中内存是绝对规整的,所有用过的内存放一边,空闲的内存放一边,中间放着一个指针作为分界点的指示器,那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离,这种分配方式称为“指针碰撞”

(2)如果Java堆中的内存并不是规整的,已使用的内存和空闲的内存互相交错,那就没有办法简单地进行指针碰撞了,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,这种分配方式称为“空闲列表”
虚拟机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。
除了如何划分可用空间之外,还有另外一种需要考虑的问题是对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为,所以必须要考虑并发的情况。解决这个问题有两种方案:一种是对分配空间的动作进行同步处理—实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方法保证更新操作的原子性;另一种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队中预先分配一小块内存,称为本地线程分配缓存(TLAB)。
  
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,这一工作过程也可以提前值TLAB分配时进行。
  
4. 对对象进行必要的设置,例如这个对象是哪个类的实力、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的GC分配年龄等信息。这些信息存放在对象的对象头中。根据虚拟机当前的运行状态的不同,如是否启用偏向锁等,对象头会有不同的设置方式。
  
5. 上面的工作完成之后,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,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,这样一个真正的对象才算完全产生出来。

如果想深入研究对象的创建过程或者虚拟机的内存分配过程,可以参考《深入理解Java虚拟机》,强力推荐

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