我们都知道HotSpot虚拟机现在是Java官方虚拟机。本节了解HotSpot虚拟机的一些内部信息。
对象的创建
在Java中创建一个对象（泛指java Bean对象，不包括数组和Class对象等），虚拟机接收到一条new指令，首先在常量池中找类的符号引用，并检查其是否已被加载、解析、初始化过。若没有则必须执行。
在类加载检查通过后，接下来虚拟机为新生对象分配内存。对象所需的内存大小在类加载完成后便可以完全确定。
其分配内存的方式有两种：
- 指针碰撞（Bump the Pointer）：限于Java堆内存绝对规整。将分界点指针向空闲区域移动所需大小。
- 空闲列表（Free List）：Java堆内存不规整。此时VM会维护一个列表，记录哪些内存可用。找到足够可用的空间划分给对象实例，并更新该列表。
ps：Java堆内存规整，即存活的在一边，空闲的在一边。中间会有一个指针作为分界点。
VM采用哪种方式取决于GC算法，在使用Serial、ParNew等待Compact过程的收集器时，系统采用指针算法；而在使用CMS这种基于Mark-Sweep算法的收集器时，采用空闲列表。
在划分内存时，通常会出现并发状况，JVM的解决方案有二：
方案一：
采用CAS+retry来保证操作的原子性；
方案二：
TLAB方式。
ps：TLAB（Thread Local Allocation Buffer），本地线程分配缓冲。即每个线程预先分配一些内存，在使用完之后需要新TLAB时，才会进行同步锁定。相关参数：-XX:+/-UseTLAB决定是否使用；-XX:TLABWasteTargetPercent设置TLAB大小。
//TODO TLAB 与零值。
对象的内存布局
在HotSpot虚拟机中，对象在内存中的存储分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。
对象头
对象头包括存储对象自身的运行时数据和类型指针。
运行时数据，如哈希码、GC分带年龄、锁标志位、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，这部分在32位和64位JVM中分别为32bit和64bit。
类型指针，即对象指向他的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定对象所属类的实例。
如果对象是一个数组，在对象头中还有一块记录数组长度的数据。因为VM可以通过JOPO的元数据确定JAVA对象的大小，not for arrays。
实例数据
实例数据是对象真正有效的存储信息。包含代码中定义的各种类型的字段内容，无论是父类中继承的还是子类中定义的，都会记录。
VM会将相同的长度的字段分到一起，如long和double会分到一起。若CompactFields参数的值为true（默认true）,那么子类中较窄的变量会存在父类的间隙中。
对齐填充
该部分不是必须，仅仅是占位符的作用。
由于HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象的起始地址是8字节的整数倍，即对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头恰好是8字节的倍数，因此，当实例部分没有对齐时，需要通过对齐来补全。
对象的访问定位
我们都知道Java中的对象是通过reference数据来进行访问的。关于对象的访问，VM目前有两种实现方式：句柄访问和直接访问。
句柄访问
通过句柄访问对象.png
使用句柄访问，在Java堆中会划分出一块内存池作为句柄池，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 和 类型数据 各自的具体信息。
直接访问
HotSpot采用的直接访问的方式。
通过直接指针访问对象.png
比较
这两种方式各有优势。
句柄访问的优势，就是reference中存储的就是句柄地址，在对象被移动（如GC）时，只会改变句柄池中的数据指针，reference是不受影响的。
直接访问的优势，即速度快，节省了一次指针定位的开销。
因为对象的访问在Java中是非常频繁的，所以HotSpot采用了直接访问的方式。
下一节：OOM异常。
网友评论