背景

在学习JVM知识时用以记录，回顾，以及抛砖引玉。

一 对象的创建

java是一门面向对象的编程语言，在java程序运行中无时无刻都有对象被创建。在语言层面上，创建对象（例如深度克隆，反序列化）通常仅仅一个new关键字而已。而当虚拟机遇到一条new指令时，首先将去检查这个指令参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并检查这个符号引用代表的类是否被加载，验证，准备，解析，初始化过，如果没有那就必须执行相应的类加载过程。（加载过程后面文章将补充）

在类加载检查完成通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存，对象所需内存大小在类加载完成后便可以完全确定 ，为对象分配分配空间的任务等同与把一块确定大小的内存从java堆中划分出来。假设java堆中的内存是绝对规整的，所有用过的放一边，空闲的放在一边，中间放一个指针作为分界点的指示器，这种分配方式成为“指针碰撞“，如果java堆内存不规整，已经分配的内存与空闲的内存相互交错，此时虚拟机必须维护一个列表，记录哪些内存是可用的，在分配的时候在列表中找到合适大小的空间，并更新列表，这种分配方式称为“空闲列表”。选择哪种分配方式有java堆是规整来决定，而java堆是否规则又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定，因此在使用Serial,ParNew等带Compact过程的收集器时，系统采用指针碰撞，而使用CMS这种基于Mark-Sweep算法收集器时通常采用空闲列表。

而创建对象在系统运行过程中是非常频繁的过程（存在并发情况），因此也并不是一个线程安全的过程。解决这个问题有两种方案1.分配内存空间的动作进行同步处理–实际上虚拟机采用CAS配置上失败重试的方式保证操作的原子性；2.把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间进行，即每一个线程在java堆中预先分配一小块内存，成为本地线程分配缓冲（thread Local Allocation Buffer TLAB）。哪个线程要分配内存就在哪个线程的TAB上分配，只有TLAB用完并分配新的TLAB时才需要同步锁定，虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定。

二对象的内存布局

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（Object Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

对象头包含两部分信息，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，这部分数据在长度为32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为32bit和64bit ，官方称为“MarkWork”,它会根据对象的状态复用自己的存储空间。

对象头另外一部分是类型指针，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，如果是数组还需记录数组的长度数据，因为元数据信息确定java对象的大小，但是数组的原则中却无法确定数组的大小。

HotSpot虚拟机对象头Mark Word如下：

存储内容	标志位	状态
对象哈希码，对象分代年龄	01	位锁定
指向锁记录的指针	00	轻量级锁定
指向重量级的指针	10	膨胀（重量级锁定）
空，不需要记录信息	11	GC标记
偏向线程ID，偏向时间戳，对象分代年龄	01	可偏向

第二部分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。

第三部分对齐填充并不是必然存在的，也没有特定的含义，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。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。

三 对象的访问的定位

建立对象是为了使用对象，一般需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象，由于reference类型在java虚拟机规范中只规定类一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过何种方式为定位，方位对中对象的具体位置，而这也取决于虚拟机的实现，目前主流的访问方式有句柄和直接指针两种。

如果使用句柄的话，那么java堆中将会划分一块内存来作为句柄池，reference中存储的就是对象句柄地址

如果使用直接指针访问，那么reference存储的直接就是对象地址

这两种对象访问各有优势，如果使用句柄访问最大的好处就是reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动是只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要修改；使用直接指针最大的好处就是速度更快，它节省类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，因此这类开销积极少成多后也是一项非常可观的执行成本。虚拟机Sun HotSpot而言就是使用第二种方式进行对象访问。