虚拟机对象的访问定位和内存布局

Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。
由于reference类型在Java虚拟机规范中之规定了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去定位访问队中的对象的具体位置,所以对象的访问方式也是由虚拟机实现而定的。
目前主流方式是使用句柄和直接指针两种。
虚拟机对象的访问定位和内存布局
通过句柄访问的话,Java堆中将会划分出一块内存作为句柄池,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。
虚拟机对象的访问定位和内存布局
如果是指针直接访问,那么Java堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息,而reference中存储的直接就是对象地址。
两种方式的优势:
句柄访问最大好处就是reference中存储的是稳定的句柄地址,在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针,而reference本身不需要修改。
直接指针访问方式最大好处就是速度更快,节省了一次指针定位的时间开销,由于对于下部分的访问在Java中非常频繁,因此此类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成本。

HotSpot虚拟机中,对象在内存中存储的布局分为三块区域:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对其填充(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。
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这个对象是哪个类的实例。

用于存储对象自身的运行时数据,例如: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,这部分官方称为Mark Word。

并不是所有的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针,查找对象的元数据信息并不一定要经过对象本身。

另外对象是一个Java数组,那对象头中还必须有一块记录数组长度的数据。

对其填充并不是必然存在的,也没有特殊的意义,仅仅是用于占位符的作用。