《深入理解Java虚拟机》读后笔记-HotSpot虚拟机对象探

原创于 2024-04-07 11:34:27 发布 · 262 阅读

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指针碰撞

假设Java堆中内存是绝对规整的，所有被使用过的内存都被放在一边，空闲的内存被放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器。那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲空间方向挪动一段与对象大小相等的距离

空闲列表

但如果Java堆中的内存并不是规整的，已被使用的内存和空闲的内存相互交错在一起，那就没有办法简单地进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护一个列表，记录上哪些内存块是可用的，在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，并更新列表上的记录

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空间压缩整理（Compact〉的能力决定：

因此，当使用Serial、ParNew等带压缩整理过程的收集器时，系统采用的分配算法是指针碰撞，既简单又高效
而当使用CMS这种基于清除(Sweep）算法的收集器时，理论上就只能采用较为复杂的空闲列表来分配内存

在并发情况下创建对象会出现的问题及解决方案：

对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为，即使仅仅修改一个指针所指向的位置，在并发情况下也并不是线程安全的，可能出现正在给对象 A分配内存，指针还没来得及修改，对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况。解决这个问题有两种可选方案：

一种是对分配内存空间的动作进行同步处理——实际上虚拟机是采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。
另外一种是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），哪个线程要分配内存，就在哪个线程的本地缓冲区中分配，只有本地缓冲区用完了，分配新的缓存区时才需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX：+/-UseTLAB参数来设定。

2.对象的内存布局

在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分:

对象头(Header)、实例数据( Instance Data）和对齐填充(Padding)。

2.1 对象头

HotSpot虚拟机对象的对象头部分包括两类信息：

第一类是用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码(HashCode)、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，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为32个比特和64个比特，官方称它为“Mark Word”。如图：

在这里插入图片描述

对象头的另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针。Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。

需要注意的是：如果对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通 Java对象的元数据信息确定Java对象的大小，但是如果数组的长度是不确定的，将无法通过元数据中的信息推断出数组的大小

2.2 实例数据

实例数据部分是对象真正存储的有效信息。

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