美文网首页
java虚拟机(2)-虚拟机中的对象

java虚拟机(2)-虚拟机中的对象

作者: 懒癌晚期的自律 | 来源:发表于2019-12-28 17:45 被阅读0次

虚拟机中的对象

对象分配

  • 虚拟机遇到一条new指令时进行:
    1.先进行相对应的类的加载过程
    2.接下来虚拟机将为新生对象分配内存。为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从java堆中划分出来。
    如果java堆中内存是绝对规整的,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,你们分配内存就是仅仅是把那个指针向空闲那边移动一段与对象大小相等的距离,这种分配方式称为:\color{red}{指针碰撞}

如果java堆栈中的内存并不是规整的,以使用的内存相互交错,那么就没有办法简单地进行指针碰撞了,虚拟机就必须维护一个表,来记录那些内存是可以用的,在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给队形实例,并更新列表上的记录,这种分配方式称之为:\color{red}{空闲列表}

选择哪种分配放肆由java堆是否规整决定,而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。

除如何划分可用空间之外,还有另外一个需要考虑的问题是对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为,即使是仅仅修改一个指针所指向的位置,在并发情况下也并不是线程安全的,可能出现正在给对象分配内存,指针没有来得及修改,对象B又同时使用原来指针来分配内存的情况。
解决这个问题,一种是分配内存空间的动作进行同步处理一一实际上虚拟机采用cas配上失败重试的方式保证更新操作的原子性

另一种是把内存分配的动作按照线程划分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私有内存,也就是本地线程分配缓存,如果设置了虚拟机参数 -XX:UseTLAB,在线程初始化时,同时也会申请一个指定大小的内存,只给当前线程使用,这样每个线程单独拥有一个Buffer,如果需要分配内存,就在自己的Buffer上分配,这样就不存在竞争的情况,可以大大提升分配效率,当Buffer容量不够的时候,在重新从Eden区域申请一块继续使用。
TLAB的目的在为新对象分配内存空间时,让每个java应用线程能在使用自己专属的分配指针来分配空间,减少同步的开销
TLAB只是让每个线程有私有的分配指针,但底下存对象的内存空间还是给所有线程访问的,只是其他线程无法在这个区域分配而已。当一个TLAB用满(分配指针top撞上分配极限end了),就新申请一个TLAB

3.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(如int值为0,boolean值为false等等)。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

4.接下俩,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。这些信息存放咋对象头中。
5.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,但是java程序的视角来看,对象创建才刚刚开始,所有的字段都为零值。所以,一般来说,执行new指令之后会接着把对象按照程序员的意愿进行初始化,这样一个真正可以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,对象在内存中存储的布局可以分3块区域:对象头(headder)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)
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,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。

对象头的另外一部分是类型指针,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哪个类的实例。

第三部分对齐填充并不是必然存在的,也没有特别的含义,它仅仅起着占位符的作用。由于Hotspot VM的自动内存管理系统要求对对象的大小必须是8个字节的整数倍。当对象其他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

建立对象是为了使用对象,我们的java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针

如果使用\color{red}{句柄访问}的话,那么java堆中将会划分出一块内存来作为句柄池,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。

如果使用\color{red}{直接指针}访问,reference中存储的直接就是对象的地址
这两种对象访问的方式各有优势,使用句柄访问的最大好处即使reference中存储的是未定的句柄地址,在对象不移动(垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为)时,只会改变句柄中的实例数据指针,而reference本身不需要修改。
使用直接指针访问方式的最大好处就是速度更快,它节省了一次指针定位的时间开销,由于对象的访问在Java中非常频繁,因此这类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成本。
对Sun HotSpot而言,它是使用直接指针访问方式进行对象访问的。

堆参数设置和内存溢出实战
堆溢出:
参数 : -Xms5m -Xmx5m -XX:+PrintGC
出现java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded 一般是(某个循环里可能性最大)在不停的分配对象,但是分配的太多,把堆撑爆了。
出现java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space一般是分配了巨型对象

相关文章

网友评论

      本文标题:java虚拟机(2)-虚拟机中的对象

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/sbpimctx.html