虚拟机学习有感内存分配篇
目录
对象的访问定位
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对象的创建
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对象的内存分布结构
- 对象的组成:对象头、实例数据、对象填充三部分组成(HotSpot虚拟机)
- 对象头
第一部分:对象运行时自身的数据(Hash、GC分代、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等)
对象需要存储的运行时数据很多,其实已经超出了32位、
64位Bitmap结构所能记录的限度,但是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,考虑到虚拟机的空间效率,Mark Word被设计成一个非固定的数据结构以便在极小的
空间内存储尽量多的信息,它会根据对象的状态复用自己的存储空间。例如,在32位的
HotSpot虚拟机中,如果对象处于未被锁定的状态下,那么Mark Word的32bit空间中的25bit用
于存储对象哈希码,4bit用于存储对象分代年龄,2bit用于存储锁标志位,1bit固定为0,而在
其他状态(轻量级锁定、重量级锁定、GC标记、可偏向)下对象的存储内容见表2-1。
第二部分:指针类型,虚拟机通过指针类型可以判断该对象是属于哪个类的实例并获取到该类的元数据;
- 实例数据
对象正在存储的数据,比如对象的各种字段等信息(包括从父类继承而来的字段等)
的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数(FieldsAllocationStyle)和字段在Java源码中定义顺
序的影响。HotSpot虚拟机默认的分配策略为longs/doubles、ints、shorts/chars、
bytes/booleans、oops(Ordinary Object Pointers),从分配策略中可以看出,相同宽度的字段
总是被分配到一起。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CompactFields参数值为true(默认为true),那么子类之中较窄的变量也可能会插入
到父类变量的空隙之中。
- 对象填充
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。
由于HotSpot VM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,
就是对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头部分正好是8字节的倍数(1倍或者2倍),
因此,当对象实例数据部分没有对齐时,就需要通过对齐填充来补全。
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对象的访问定位
对象访问方式的两种方式
方式1:使用句柄
方式2:直接指针
两种方式的对比
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,
由于对象的访问在Java中非常频繁,因此这类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成
本。就本书讨论的主要虚拟机Sun HotSpot而言,它是使用第二种方式进行对象访问的,但从
整个软件开发的范围来看,各种语言和框架使用句柄来访问的情况也十分常见。