面试题,在指定内存位置中分配一个对象

指定内存位置创建对象
本文介绍了如何在C++中在指定内存位置创建对象的方法。通过重载new操作符并传递目标内存地址作为额外参数,可以在特定地址处实例化对象。

今天遇到一个面试题,大意是要求在指定的内存 void *pMem处分配一个对象,让对象在pMem处存储,直接傻眼了,不会做,现在记录如下。

在指定位置安放对象(Placement of Objects)

new操作符的缺省方式是在自由内存空间中创建对象。如果希望在指定的地方分配对象,就应该使用这里介绍的方法。看下面的例子:

class X {

public:
X(int);
//...
};
当需要把对象放置到指定地方的时候,只需要为分配函数提供一个额外的参数(既指定的某处内存的地址),然后在使用new的时候提供这样的一个额外参数即可。看下面的例子:

void* operator new(size_t, void* p) { return p; } // 显示安放操作符

void* buf = reinterpret_cast<void*>(0xF00F); // 某个重要的地址

X* p2 = new(buf) X; // buf地址处创建一个X对象,

// 实际调用函数operator new(sizeof(X),buf)


### Java 对象内存布局概述 Java 对象内存布局主要由三部分组成:对象头(Object Header)、实例数据(Instance Data)以及对齐填充(Padding)。这种布局方式直接影响到对象在运行时的实际大小及其存储效率。 #### 对象头(Object Header) 对象头通常分为两部分:Mark Word 和 类型指针。 - **Mark Word** 存储对象的哈希码、GC分代年龄、锁状态标志等信息[^1]。 - **类型指针** 指向类元数据,用于确定该对象属于哪个类[^2]。 当启用了指针压缩功能时,64位JVM会通过压缩指针的方式减少内存消耗,从而影响对象头部的大小。 #### 实例数据(Instance Data) 这部分包含了按照声明顺序排列的对象字段。需要注意的是,不同类型的字段可能会因为字节对齐的原因而重新排序以优化空间利用率[^3]。例如,在`JolOrder`这个例子中,虽然定义了一些基本类型变量,但由于编译器会对这些成员变量按其自然边界进行调整,最终可能导致实际分配的空间大于预期。 #### 对齐填充(Padding) 由于硬件架构的要求,某些平台上的处理器访问未对其的数据会有性能损失甚至抛出异常。因此,JVM会在必要时增加额外的无意义字节来满足特定条件下的地址对齐需求。 ### 示例分析 下面给出了一段利用 `ClassLayout` 工具打印指定类实例内存分布情况的小程序: ```java import org.openjdk.jol.info.ClassLayout; public class MemoryLayoutExample { static class A { long l; String s1; String s2; String s3; byte i; } static class JolOrder extends A { String s; long l; double d; int i; short sh; boolean bo; char c; byte b; float f; } public static void main(String[] args) { System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new JolOrder()).toPrintable()); } } ``` 上述代码展示了如何借助 OpenJDK 提供的工具直观地观察复杂继承关系下各个组成部分的具体尺寸及位置安排。 ### 面试常见问题总结 以下是关于 Java 对象内存布局的一些典型面试题目及相关知识点扩展:
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