Java_Object_Model
2019-07-02 10:54:32 0 举报AI智能生成
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Java的对象模型
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大纲/内容
Java Object Model
对象的创建过程
1：确定类元信息是否存在
当 JVM 接收到 NEW 指令时，首先在元空间内检查，需要创建的类元信息是否存在。
不存在：以 \"ClassLoader + 包名 + 类名\" 为 key ，查找对应的 .class 文件是否存在
不存在：抛出 ClassNotFoundException
存在：进行类加载，并生成对应的 Class 类对象
存在
2：为对象分配内存
计算对象占用空间大小，从堆中分配内存给新对象
注意：分配内存空间时，需要进行同步操作
比如采用 CAS 、区域加锁等方式，保证分配操作的原子性
3：设定默认值
成员变量设置默认值
4：设置对象头
5：执行 init 方法
对象的内存布局
对象头 (Header)
Markword：存储对象本身的运行时的数据
哈希码
GC 标记
GC 次数
监视器地址
线程栈锁记录地址
锁标志位
偏向锁标志位
线程 ID
......
Markword 的存储格式是非固定的（具体与 JVM 的实现有关）
类元信息
：在对象头中存储该对象的类元数据的指针
注意：并非在所有虚拟机实现中，都在对象头中保存了对象的类型指针
数组长度
如果是数组对象，对象头中必须有一块用来记录数组长度的数据
相关知识点
普通对象的对象头占用 2 个 words 内存空间
数组对象的对象头占用 3 个 words 内存空间
实例数据 (Instance Data)
实例数据的存储顺序，会受到虚拟机分配策略参数（FieldsAllocationStyle）和字段在源码中定义顺序的影响
Hotspot 默认分配策略为：longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops
相同宽度字段总是被分配都一起
满足该策略前提下，父类字段会出现在子类字段之前
JVM 的 CompactField 参数
如果为 true，则子类较窄变量，可能会出现在父类变量的空隙之中，以提高内存利用率
对齐填充 (Padding)
对象的存储空间分配单位为 8 个字节
查找对象的元信息，并不一定需要通过对象本身
对象的访问定位
句柄访问
：本地变量表中的 reference 变量存储句柄地址，句柄访问就是指通过句柄中存储的对象地址来访问对象
堆中会划分出一块内存做为 句柄池
句柄的存储结构
对象实例数据的地址信息
对象类型数据的地址信息
优势
由于 reference 中存储的是稳定的句柄地址，所以对象被移动时，只需改变句柄中的实例数据指针，reference 本身不需要修改
直接访问
：本地变量表中的 reference 变量直接存储对象的地址，直接访问就是指通过对象地址直接访问对象
访问速度更快，节省了一次内存定位的开销
内存的分配方式
指针碰撞 (Bump The Pointer)
假设堆中的内存是绝对规整的，所有用过的内存放一边，所有未用过的内存放另一边，中间放一个指针做为分界点的指示器，分配内存就是把那个指针，向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离
采用指针碰撞的垃圾回收器
Serial
ParNew
空闲列表 (Free List)
由虚拟机维护一个列表，记录哪些内存块是可用的，分配内存时寻找一块足够大的空间，划分给对象实例，并更新空闲列表的记录信息
采用空闲列表的了垃圾回收器
CMS
：将内存分配操作，按照线程划分在不同的空间中进行，即每个线程在堆中预先一小块内存，用作内存分配使用
内存分配流程
分配内存空间时，首先在 TLAB 中进行分配，如果 TLAB 不足，则尝试分配新的 TLAB 空间，在分配新空间时，才需要同步锁定进行
堆内存是否规整，由采用的垃圾回收器，是否带有压缩功能决定
分配内存选择哪种方式，由堆是否规整决定
重要知识点
为对象分配内存空间时，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，指针还未修改，结果对象 B 又使用了原来的指针来分配内存
解决方案一：为对象分配内存空间时，进行同步处理
解决方案二：使用本地线程分配缓存（TLAB）的方式
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