Java虚拟机:对象的创建过程

Java虚拟机:对象的创建过程

1、对象的创建过程:

对象的创建过程一般是从new指令(JVM层面)开始的,整个创建过程如下:

(1)首先检查new指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用;

(2)如果没有,说明类还没有被加载,则须先执行相应的类加载、解析和初始化;

类加载过程可阅读这篇文章:https://blog.csdn.net/a745233700/article/details/80274743

(3)如果有,虚拟机将在堆中为新生对象分配内存,并使用CAS保证操作原子性。分配内存方式有:指针碰撞和空闲列表;

  • 指针碰撞:如果Java堆是绝对规整的,所有用过的内存都放在一边,所有没用过的内存存放在另一边,中间存放一个指针作为分界点指示器。分配内存时,将指针从用过的内存区域向空闲内存区域移动等距离区域。
  • 空闲列表:如果Java不是规整的,这时,虚拟机就必须维护一张列表,列表上记录了可用的内存块,在分配内存时,从列表上找到一个足够大的连续内存块分配给对象,并更新列表上的记录。

(4)将分配到的内存空间都初始化为零值(不包括对象头,对象头的内存结构有兴趣的话可以看文章末尾),这一步保证了对象实例的字段在Java代码中可以不赋初始值就可以直接使用;

(5)对对象进行必要的设置,例如是哪个对象的实例、如何才能找到类元信息、对象的哈希码等等。

(6)执行<init>方法,把对象按照程序员意愿进行初始化。

至此,一个对象就被创建完毕,同时会在Java栈中分配一个引用指向这个对象,通过栈上面的引用可以访问堆中的具体对象,访问对象主要有两种方式:通过句柄访问对象和直接指针访问对象。

 

2、对象的访问方式:

(1)通过句柄访问对象:

在Java堆中划出一块内存专门作为句柄池,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地址地址信息。

Java虚拟机:对象的创建过程

(2)通过直接指针访问对象:

Java虚拟机:对象的创建过程

(3)优劣对比:

   ① 使用句柄,reference中存储的是稳定的句柄地址,在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针,而reference本身不需要修改。

   ② 直接指针,速度快,节省一次指定定位的开销。

 

 

附:对象的内存布局:

在HotSpot中,对象的内存布局分成三部分:对象头,实例数据,对齐填充。

(1)对象头:包括两部分的信息:

第一部分用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码,GC代年龄,锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID等。

第二部分是类型指针,即对象指向它的类元数据的类元指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。如果对象是一个Java数组,那对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据。

(2)实例数据:是对象真正存储的有效信息,是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容,相同宽度的字段会被分配到一起。

(3)对齐填充:并不是必然存在的,仅起着占位符的作用。

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