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Java中对象的创建

Java中对象的创建

作者: 卡路fly | 来源:发表于2017-08-02 00:07 被阅读6次

X:你知道对象的创建嘛~
Y:new


是的,没错,在语言层面上来讲,创建对象(例如克隆、反序列化)通常仅仅是一个new关键字而已。
但是,在虚拟机中,对象(普通对象)的创建过程你造吗?

1. 从new开始

虚拟机遇到一个new指令时,首先去检查这个指令的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已经被加载、解析和初始化过。如果没有,需要先执行相应的类加载过程

2. 为对象分配内存

把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。

2.1 划分空间

分配方式:

  • 指针碰撞:Java堆中内存规整,中间放着一个指针作为分界点的指示器,那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离。

  • 空闲列表:Java堆中内存不规整,虚拟机就必须维护一个列表,记录上那些内存块是可用的,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。

Java堆中内存是否规整:所有用到的内存在一边,空闲的内存在另一边。
Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。使用Serial、ParNew等带Compact过程的收集器时,系统采用的分配算法是指针碰撞,而使用CMS这种基于Mark_sweep算法的收集器时,通常采用空闲列表。(Serial、ParNew、CMS使用的算法还记得嘛?

2.2 划分线程安全

对象创建在虚拟机中是非常频繁的操作,即使是仅仅修改一个指针所指向的位置,在并发情况下是线程不安全的,可能出现正在给对象A分配内存,指针还没有来得及修改,对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况。
解决办法:

  • 对分配内存空间的动作进行同步处理——实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性
  • 把内存分配动作按照线程划分在不同的内存空间之中进行,即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存,称为本地线程分配缓冲<code>(Thread Local Allocation Buffer ,TLAB)</code>。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。虚拟机是否使用TLAB,可以通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定。

3. 内存空间初始化为零值

内存分配完成后,虚拟机需要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TLAB,这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。
这一步操作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对应的零值。
接下来,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的对象头之中。根据虚拟机当前的运行状态的不同,如是否启用偏向锁等,对象头会有不同的设置方式。上面工作都完成后,从虚拟机的角度来看,一个新的对象已经诞生了,但从Java程序来说,对象创建才刚刚开始,所有的字段都还为零,需要进行一些初始化操作。


总结:

  1. 虚拟机需要进行类加载检查
  2. 根据类加载完成后确定的内存大小,为对象分配内存
  3. 对分配到的内存空间都初始化为零值
  4. 虚拟机要对对象设置一些基本信息(对象是那个类的实例、对象的哈希码、对象的GC分代年龄信息、如何才能找到类的元数据信息等)到这里虚拟机创建对象的工作已经完成
  5. 从程序的角度,我们还需要对对象进行初始化操作

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