Java类加载及对象创建过程详解
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Java堆中的内存是规整的，所有用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，分配内存也就是把指针向空闲空间那边移动一段与内存大小相等的距离。例如：Serial、ParNew等收集器。 空闲列表(Free List) Java堆中的内存不是规整的，已使用的内存和空闲的内存相互交错，就没有办法简单的进行指针碰撞了。虚拟机必须维护一张列表，记录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。例如：CMS这种基于Mark-Sweep算法的收集器。 3. 并发处理 对象创建在虚拟机中时非常频繁的行为，即使是仅仅修改一个指针指向的位置，在并发情况下也并不是线程安全的，可能出现正在给对象A分配内存，指针还没来得及修改，对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况。解决这个问题有两种方案： 同步 虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性 本地线程分配缓冲(Thread Local Allocation Buffer, TLAB) 把内存分配的动作按照线程划分为在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存(TLAB)。哪个线程要分配内存，就在哪个线程的TLAB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。 4. 内存空间初始化 虚拟机将分配到的内存空间都初始化为零值(不包括对象头),如果使用了TLAB，这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。 内存空间初始化保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。 注意：类的成员变量可以不显示地初始化(Java虚拟机都会先自动给它初始化为默认值)。方法中的局部变量如果只负责接收一个表达式的值，可以不初始化，但是参与运算和直接输出等其它情况的局部变量需要初始化。 5. 对象设置 虚拟机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的对象头之中。 6. 执行init() 在上面的工作都完成之后，从虚拟机的角度看，一个新的对象已经产生了。但是从Java程序的角度看，对象的创建才刚刚开始init()方法还没有执行，所有的字段都还是零。 所以，一般来说(由字节码中是否跟随invokespecial指令所决定)，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产生出来。 对象的内存布局 在HotSpot虚拟机中。对象在内存中存储的布局分为：
对象头 HotSpot虚拟机的对象头包括两部分信息：运行时数据和类型指针。
 如果对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小，但是从数组的元数据中无法确定数组的大小。 (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，换句话说，查找对象的元数据并不一定要经过对象本身，可参考对象的访问定位) HotSpot底层通过markOop实现Mark Word，具体实现位于markOop.hpp文件。markOop中提供了大量方法用于查看当前对象头的状态，以及更新对象头的数据，为synchronized锁的实现提供了基础。[比如说我们知道synchronized锁的是对象而不是代码，而锁的状态保存在对象头中，进而实现锁住对象]。 有关synchronized的进一步介绍，可以点击查看：详解Java多线程锁之synchronized 实例数据 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。无论是从父类中继承下来的，还是在子类中定义的，都需要记录下来。HotSpot虚拟机默认的分配策略为longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oop，从分配策略中可以看出，相同宽度的字段总是分配到一起。 对齐填充 HotSpot虚拟机要求对象的起始地址必须是8字节的整数倍，也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的时候，就需要通过对齐填充来补全。 对象的访问定位 java程序需要通过引用(ref)数据来操作堆上面的对象，那么如何通过引用定位、访问到对象的具体位置。 对象的访问方式由虚拟机决定，java虚拟机提供两种主流的方式 1.句柄访问对象 2.直接指针访问对象。(Sun HotSpot使用这种方式) 句柄访问 简单来说就是java堆划出一块内存作为句柄池,引用中存储对象的句柄地址,句柄中包含对象实例数据、类型数据的地址信息。 （编辑：衡阳站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
