对象的实例化内存布局与访问定位
创建对象的方式
创建对象的步骤
- 判断对象对应的类是否加载、链接、初始化
虚拟机遇到一条new指令，首先去检查这个指令的参数能否在Metaspace的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经被加载、解析和初始化。(即判断类元信息是否存在)。如果没有，那么在双亲委派模式下，使用当前类加载器以ClassLoader+包名+类名为Key进行查找对应的.class文件。如果没有找到文件，则抛出ClassNotFoundException 异常，如果找到，则进行类加载，并生成对应的Class类对象
- 为对象分配内荐
首先计算对象占用空间大小，接着在堆中划分一块内存给新对象。
如果实例成员变量是引用变量，仅分配引用变量空间即可，即4个字节大小。
- 如果内存规整—-指针碰撞
- 如果内存是规整的，那么虚拟机将采用的是指针碰撞法(Bump The Pointer )来为对象分配内存。意思是所有用过的内存在一边，空闲的内存在另外一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，分配内存就仅仅是把指针向空闲那边挪动一段与对象大小相等的距离罢了。如果垃圾收集器选择的是Serial、ParNew这种基于压缩算法的，虚拟机采用这种分配方式。一般使用带有 compact(整理)过程的收集器时，使用指针碰撞。
- 如果内存不规整
- 虚拟机下要维护一个列表
- 空闲列表分配
- 如果内存不是规整的，已使用的内存和未使用的内存相互交错，那么虚拟机将采用的是空闲列表法来为对象分配内存。意思是虚拟机维护了一个列表，记录上哪些内存块是可用的，再分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的内容。这种分配方式成为”空闲列表( Free List ) “.
- 选择哪种分配方式由Java堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。
- 处理并发安全问题
- 采用CAS失败重试、区域加锁保证更新的原子性
- 每个线程预先分配一块TLAB———通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定
- 初始化分配到的空间（默认初始化）
- 所有属性设置默认值，保证对象实例字段在不赋值时可以直接使用
- 设置对象的对条头
- 将对象的所属类（即类的元数据信息）、对象的HashCode和对象的GC信息、锁信息等数据存储在对象的对象头中。这个过程的具体设置方式取决于JVM实现。
- 执行init方法进行初始化（显式初始化）
- 在Java程序的视角看来，初始化才正式开始。初始化成员变量，执行实例化代码块，调用类的构造方法，并把堆内对象的首地址赋值给引用变量。
- 因此一般来说（由字节码中是否跟随有invokespecial指令所决定），new指令之后会接着就是执行方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全创建出来。
补充：给对象的属性赋值的操作
- 属性的默认初始化（类加载阶段链接过程的准备阶段：默认初始化）
- 显式初始化（类加载过程的初始化阶段：类变量（静态变量）或静态代码块）
- 代码块中初始化
int num;
{
num = 1;
}- 构造器中初始化
其中，1是在创建对象的步骤4实现， 2、3、4是在创建对象的步骤6实现。
对象内存布局
对于以下程序，对象在内存中的位置如下：
public class Customer{
//显式赋值
int id=1001;
String name;
Account acct;
//代码块赋值
{
name = "匿名用户";
}
//类构造器
public Customer(){
acct = new Account();
}
}
//类 Account
class Account{
}
对象的访问定位
- JVM是如何通过栈帧中的对象引用访问到其内部的对象实例的呢？
对象访问方式主要有两种：
- 句柄访问
- 直接指针( Hotspot采用)
比较：
- 句柄访问：
- 缺点：句柄访问还要通过句柄池才能找到对象实例，访问较慢；
- 优点：reference中存储稳定句柄地址，对象被移动（垃圾收集时移动对象很普遍）时只会改变句柄中实例数据指针即可，reference本身不需要被修改。
- 直接指针：
- 引用类型的变量直接存放对象的地址,从而不需要句柄池,通过引用能够直接访问对象。但对象所在的内存空间需要额外的策略存储对象所属的类信息的地址。
需要说明的是,HotSpot 采用第二种方式,即直接指针方式来访问对象,只需要一次寻址操作,所以在性能上比句柄访问方式快一倍。但像上面所说,它需要额外的策略来存储对象在方法区中类信息的地址。
