HotSpot 虚拟机对象探秘¶

1. 对象的创建¶

虚拟机遇到一条 new 指令时，检查该指令参数能否在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化。
类加载检查通过后，接下来虚拟机为新生对象分配内存。
Java堆中内存是绝对规整的，用一个指针作为分界点的指示器，一边为用过的内存，一边为空闲的内存。这种分配方式称为 “指针碰撞”
Java堆中的内存不是规整的，虚拟机必须维护一个记录里内存信息的列表，分配对象内存的同时更新列表。这种分配方式称为 “空闲列表”

选择哪种分配方式由Java堆决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带压缩整理功能决定。

分配内存时的线程的安全问题

两种方案： - 对分配内存空间的动作进行同步处理 - 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内存，称为本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer， TLAB）。

内存分配完后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零，这一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。
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GC分代年龄等信息。这些信息存放在对象的对象头（Object Header）中。
上述工作完成后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了，但从Java程序的视角来看，对象创建才刚刚开始，执行完 new 指令，紧接着执行init方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，一个真正可用的对象才算完全产生出来。

2. 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为3个区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）

对象头 HotSpot虚拟机的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，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。

第二部分：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。

实例数据示例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是程序代码中所定义的各种类型内容。这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数和字段在Java源码中定义顺序的影响。HotSpot虚拟机默认的分配策略为long/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops(Ordinary Object Pointers),从分配策略中可以看出，相同宽度的字段总是被分配到一起。

在满足这个前提条件的情况下，在父类中定义的变量会出现在子类之前。

对齐填充不是必然存在的，也没有特别的含义，仅仅起着占位符的作用。 HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍。

3. 对象的访问定位¶

我们的Java程序需要通过使用栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。由于reference类型在Java虚拟机规范中值规定了一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过何种方式去定位、访问堆中的对象的具体位置，所以对象访问方式也是取决于虚拟机实现而定的。目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种方式。

句柄： Java堆中将会划分出一块内存作为句柄池，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，如图所示：

指针： reference中存储的直接就是对象地址

两种方式的比较：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本身不需要改变。

指针：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种非常可观的时间开销。