对象的创建

对象的创建分为5步。如下图

1. 类加载检查：遇到一条new指令时，首先将会去检查这个指令参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用，并且检查这个类的符号引用是否被加载、解析和初始化过。如果没用就必须执行相应的类加载过程。

2. 分配内存：通过类的加载检查后，虚拟机就会为新生对象分配内存。（所需要的内存大小在类的加载完成后便可确定）。从堆中把一个确定大小的内存划分出来给对象。其中分配方式有：
   • 指针碰撞：（堆内存规整情况使用）用过的内存全部整合到一边，没用过的内存放另一边。中间有个指针分界。只需移动指针向没用过的内存区域调整对象内存大小即可。
   • 空闲列表：（堆内存不规整情况）jvm维护一个列表。记录哪些内存块是可用的。分配时把一块足够答的内存块来划给对象实例，最后更新列表。

其中堆内存规整指的是：用过的内存全部整合到一边，没用过的内存放另一边。不规整则相反。

内存分配并发的问题：（线程安全）在开发过程中，创建对象是很频繁的事情，jvm必须保证线程是安全的。两种方式来保证线程安全。

• CAS+失败重试：CAS是乐观锁的一种实现方式。保证更新操作的原子性。
• TLAB：为每一个线程先在Eden区分配一块内存。jvm给对象分配内存时，首先在TLAB上分配。当对象所需内存大于TLAB的剩余内存或者TLAB内存用尽时，再采用CAS进行内存分配。

3.初始化零值：jvm要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），这一步操作可以保证对象的字段不设置初值便可直接使用。程序能访问到这些字段所对应类型的零值。

4.设置对象头：初始化零值完成之后，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头中。 另外，根据虚拟机当前运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。

5.执行init方法：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。

 

对象的内存布局：

在 Hotspot 虚拟机中，对象在内存中的布局可以分为 3 块区域：对象头、实例数据和对齐填充。

• 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（哈希码、GC 分代年龄、锁状态标志等等），另一部分是类型指针，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那个类的实例。
• 实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序中所定义的各种类型的字段内容。
• 对齐填充部分不是必然存在的，也没有什么特别的含义，仅仅起占位作用。 因为 Hotspot 虚拟机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 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。

 

 

对象的访问定位

建立对象就是为了使用对象，Java程序通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。对象的访问方式由虚拟机实现而定。目前主流的访问方式有①使用句柄和②直接指针两种：

• 句柄：Java堆中划分出一块内存来作为句柄池。reference中存储的则是对象的句柄池地址，而句柄池中包含了对象实例诗句与类型数据各自的具体地址信息。
• 直接指针：reference存储对象地址

这两种对象访问方式各有优势。使用句柄来访问最大的好处是reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据的指针，而reference本身不修好修改。使用直接指针访问方式最大的好处就是速度快，它节省了一次指针定位的时间开销。