Java对象创建过程：一场精心策划的“舞会”！

引言：对象创建，为什么要这么复杂？

在Java世界里，对象的创建是一个看似简单却又极其复杂的过程。无论是 new 一个普通对象，还是通过反射、序列化等方式创建对象，背后都隐藏着一系列复杂的机制。

今天，我就带着大家，从零开始一步步剖析 Java 对象的创建过程。我们会从类加载、内存分配、初始化到构造方法执行等多个维度，深入理解 Java 对象是如何“诞生”的！

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第一幕：类加载——舞会的筹备

1. 什么是类加载？

类加载是 Java 虚拟机（JVM）的核心功能之一。当我们在代码中 new 一个对象时，JVM 首先需要确定这个类是否存在，并将其加载到内存中。

比喻：
类加载就像是举办一场舞会之前的筹备工作。我们需要先确定舞会的场地、音乐、灯光等基础设施，才能让舞会顺利进行。

2. 类加载的三个阶段

类加载分为三个阶段：加载、链接、初始化。

(1) 加载（Loading）

• 职责： 将类文件（.class）读取到 JVM 中，并生成一个 Class 对象。
• 比喻： 类加载就像是舞会的主办方收到邀请函，确认舞会的场地和时间。

(2) 链接（Linking）

• 职责： 包括校验、准备和解析三个步骤。
  • 校验： 确保类文件的结构正确，符合 JVM 规范。
  • 准备： 为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。
  • 解析： 将类中的符号引用（如方法调用、字段访问）转换为直接引用。
• 比喻： 类链接就像是舞会的前期布置，包括舞台搭建、灯光调试等。

(3) 初始化（Initialization）

• 职责： 执行类的静态代码块和静态初始化器。
• 比喻： 类初始化就像是舞会正式开始前的暖场表演，为后续的活动做准备。

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第二幕：内存分配——舞池的布置

1. 对象内存的组成

一个 Java 对象的内存主要由以下三部分组成：

1. 对象头（Header）：存储对象的哈希码、锁信息、类元数据指针等。
2. 实例数据（Instance Data）：存储对象的非静态字段。
3. 对齐填充（Padding）：为了内存对齐而填充的空隙。

比喻：
对象内存就像是一个豪华舞池，分为三个区域：入口处（对象头）、舞池中央（实例数据）和边缘装饰（填充）。

2. 内存分配方式

在 JVM 中，内存分配主要有两种方式：

1. 指针碰撞（Bump the Pointer）：适用于规整的内存空间。
2. 空闲列表（Free List）：适用于内存碎片较多的情况。

比喻：
内存分配就像是舞池的座位安排。如果是规整的场地，只需要简单移动指针；如果是碎片化的场地，则需要记录每一块空闲区域。

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第三幕：初始化——舞会的正式开始

1. 对象初始化的步骤

对象初始化分为两个阶段：

1. 默认初始化（Default Initialization）：将所有非静态字段设置为默认值（如 0、null 等）。
2. 显示初始化（Explicit Initialization）：执行构造方法中的初始化逻辑。

比喻：
对象初始化就像是舞会的开场舞。首先是全体演员的亮相（默认初始化），然后才是精彩的表演（显示初始化）。

2. 构造方法的执行

构造方法的执行顺序如下：

1. 隐式调用 super()：如果没有显式调用 this() 或 super()，JVM 会自动调用父类的无参构造方法。
2. 字段初始化：执行构造方法中的字段赋值逻辑。
3. 代码块执行：执行构造方法中的代码块。

代码示例：

class Cup {
    int marker; // 默认初始化为 0 
    
    Cup(int marker) {
        this.marker  = marker; // 显示初始化 
        System.out.println("Cup("  + marker + ")");
    }
}
 
class Cups {
    static Cup cup1; // 静态字段，默认初始化为 null 
    
    Cups() {
        cup1 = new Cup(1); // 显示初始化 
        System.out.println("Cups  initialized");
    }
}

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第四幕：内存回收——舞会的结束

1. 垃圾回收机制

Java 的垃圾回收（GC）机制负责回收不再使用的对象内存。一个对象如果没有任何引用指向它，就会被 GC 回收。

比喻：
垃圾回收就像是舞会结束后，工作人员清理场地。那些没人需要的“舞客”（对象）会被清理出去，腾出空间给新的“舞客”。

2. 垃圾回收的触发条件

1. 内存不足：当 JVM 感觉内存不足时，会启动 GC。
2. 引用计数归零：当对象的引用计数为零时，GC 会回收它。
3. 程序调用 System.gc() ：这是一个非强制性的垃圾回收请求。

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总结：Java对象创建的完整流程

通过今天的讲解，我们完整地走了一遍 Java 对象的创建过程：

1. 类加载：确认类文件的存在并加载到内存。
2. 内存分配：为对象分配内存空间。
3. 初始化：为对象的字段赋默认值并执行构造方法。
4. 垃圾回收：回收不再使用的对象内存。

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互动时间：

1. 你知道吗？ 在 Java 中，new 关键字并不能直接调用构造方法！真正调用构造方法的是 instance.init() 方法！
2. 问题： 为什么对象初始化需要先默认赋值，然后再显示赋值？
   提示： 这是因为 JVM 需要确保对象的内存空间是干净的，避免残留数据干扰。

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希望这篇文章能让你对 Java 对象的创建过程有更深刻的理解！如果你觉得有用，记得点赞、收藏、转发哦！咱们下期再见！🎉