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玩转JVM中的对象及引用①:虚拟机中对象的创建过程

玩转JVM中的对象及引用①:虚拟机中对象的创建过程

作者: 架构小白菜 | 来源:发表于2021-04-13 13:53 被阅读0次

    一、类加载检查

    当Java虚拟机遇到一条new指令的时候,它会先去运行时常量池中寻找new的类的符号引用,并且检查这个符号引用所代表的类是否已经被加载、解析、初始化过。如果没有即需要进行相应的类加载过程。

    二、为新生对象分配Java堆内存

    对象所需要的内存大小在Java类加载的时候已经确定下来了。为对象分配堆内存相当于把一块内存分出来放置对象。

    主要分配内存的方式有两种:指针碰撞空闲列表

    • 指针碰撞:如果堆内存空间是规整的,那么,只需要将指针向空闲区域移动对象大小的内存即可以实现分配内存。
    • 空闲列表:维护一个空闲列表,记录哪些内存空间是可以使用的,在分配内存的时候,选取一块足够大的空间分配给对象实例,并更新空闲列表。

    注意到对象创建在虚拟机执行的过程中是非常频繁的行为,仅仅修改一个指针所指向的位置,在并发情况下不是线程安全的。因此也有两种解决方案:

    1. 使用CAS并配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。
    2. 给每一个线程在Java堆中预先分配线程私有分配缓冲区,哪个线程需要分配内存,只要在线程私有分配缓冲区中分配即可以。

    三、将分配到的内存空间初始化零值

    将分配到的内存空间初始化零值,这保证了实例字段不赋值可以直接使用。如果使用了TLAB,这一步可以提前到TLAB分配的时候进行。

    四、对对象进行必要的设置

    对象是哪个类的实例;

    如何找到类的元数据信息;

    对象的哈希码;

    对象的GC分代年龄信息;

    这些信息存在对象的对象头信息之中

    五、构造函数

    执行完以上四步,从虚拟机角度,一个对象已经产生了,但是对于java程序而言,构造函数还没有开始执行。接下来按照构造函数的要求,对对象进行初始化即可。

    另:Java堆中对象的内存布局和访问定位

    1. 对象头主要包含两类信息。第一类是用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码、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,即对象指向它的类型元数据的指针。
    2. 类型数据部分是对象真正存储的有效信息,即程序代码中定义的各种类型的字段内容。
    3. 对齐填充:任何对象的大小都必须是8字节的整数倍。

    对象的访问定位:

    • 使用句柄访问的话,Java堆中将可能会划分出来一块内存来作为句柄池。Reference变量中存放的是句柄池的地址,句柄池中存放有到对象实例数据的指针以及到对象类型数据的指针。
    • 使用直接访问的话,reference变量中存放的是对象的实例数据、对象的实例数据中包含有到对象类型数据的指针。

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