JVM对象的实例化内存布局与访问定位

对象的实例化

创建对象的方式：

 使用new关键字
 Class的newInstance()
 Constructor的newInstance(Xxx)
 使用clone()
 使用反序列化
 第三方库Objenesis

创建对象的步骤：

1. 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及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。
2. 为对象分配内存：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：虚拟机将采用指针碰撞法来为对象分配内存——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。
       ~~~~     如果内存不规整：虚拟机将采用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。
   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。
3. 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。
4. 初始化分配到的空间：所有的属性设置默认值，保证对象实例字段在不赋值时可以直接使用。
5. 设置对象的对象头：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。
6. 执行init方法进行初始化：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。
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对象的内存布局

对象头：

对象头包含两部分：

1. 运行时元数据(Mark Word)：保存有：
   1) 哈希值HashCode
   2) GC分代年龄
   3) 锁状态标志
   4) 线程持有的锁
   5) 偏向线程ID
   6) 偏向时间戳
2. 类型指针——指向类元数据，确定该对象所属的类型
3. 此外，如果是数组对象，则还需记录数组的长度。

实例数据：

实例数据Instance Data，它是对象真正存储的有效信息，包括程序代码中定义的各种类型的字段(包括从父类继承下来的和本身拥有的字段)。
规则：
    ~~~~     1. 相同宽度的字段总是被分配在一起
    ~~~~     2. 父类中定义的变量会出现在子类之前
    ~~~~     3. 如果CompactFields参数为true(默认为true)：子类的窄变量可能插入到父类变量的空隙

对齐填充：

对齐填充(Padding)不是必须的，也没有特别含义，仅仅起到占位符的作用。

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对象的访问定位

对象的访问方式主要有两种：

    ~~~~     1. 句柄访问：

好处：reference中存储稳定句柄地址，对象被移动时只会改变句柄中实例数据指针，reference本身不需要被修改。
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    ~~~~     2. 直接指针(Hotspot VM采用)：

好处：访问效率较高，更节省空间。