✡️ 堆中对象创建&布局&访问

1. HotSpot 堆中对象的创建 & 分配

• 限定：
  • 普通 Java 对象
  • 不包括 数组 & Class 对象

1) 类加载

• 虚拟机拿到一条 new 字节码指令后
• 去常量池中找到对应类的符号引用
• 判断符号引用所代表的的类是否已经 加载、解析、初始化
• 若没有，则先进行类加载

2) 分配内存

• 为新生对象分配堆中内存
• 对象所需内存大小在类加载后就已经确定
• 两种方式：
  • 指针碰撞
    • 适用于内存规整
  • 空闲列表
    • 可用于内存不规整的情况
• 内存是否规整取决于：
  • 垃圾收集器是否具有空间整理功能
• 如何保证并发下线程安全：
  • CAS + 失败重试
  • 本地线程分配缓冲[TLAB]: 每个线程在堆中预先分配一小块各自内存
    • 是否启用 TLAB 指令：
      • -XX:+/- UseTLAB

3) 初始化 0 值

• 将分配的内存空间，除对象头外都初始化为 0 值
• 若使用 TLAB ，也可提前至 TLAB 分配时进行
• 作用：
  • 保证对象的实例字段在代码中可以不赋初始值就可直接使用

4) 设置对象头

5) 执行构造函数 <init>()

• <init>() 方法存在于 Class 文件中

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2. HotSpot 对象的内存布局

1) 对象头

1. 存储对象自身的运行时数据 [Mark Word]

   • 数据长度：
     • 32 位虚拟机： 32 bit
     • 64 位虚拟机： 64 bit
   • 动态数据结构，在不同情况下存储不同数据
   • 存放内容：
     • 哈希码
     • 分代年龄
     • 锁的相关信息

2. 类型指针

   • 确定该对象是哪个类的实例
   • [注：] 非所有虚拟机都会在对象上保留类型指针
   • 8 字节

3. 数组长度

   • 若为数组，则还需记录数组长度

2) 实例数据

• 代码中定义的各种类型的字段内容
• 存储顺序：
  • 虚拟机分配策略参数
    • 默认分配顺序： longs/doubles ints shorts/chars bytes/booleans oops
    • 以上分配前提下，父类变量在子类变量之前
    • 若 +XX:CompactFields == true[default == true] 则允许子类变量插入父类变量的空隙中
  • 源码中字段的定义顺序

3) 对齐填充

• 起到占位符的作用
• HotSpot 中要求对象的起始地址必须为 8 字节的整数倍
• 即，任何对象大小必须为 8 字节的整数倍
• 对象头已经是 8 字节的整数倍

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3. 对象的访问定位

• 访问方式由虚拟机确定
• 两种主流方式：
  • 句柄：
    • 单独堆中内存部分，用于存放句柄池
    • 句柄中包含实例对象数据 & 类数据各自的地址信息
    • 优点：
      • 在对象被移动时，只需要改变句柄中的对象实例数据指针地址
  • 直接指针：
    • 直接存放对象实例数据地址
    • 优点：
      • 只需要一次指针定位，速度更快
    • HotSpot 使用的方式