Java对象的创建和访问

对象创建流程

• 虚拟机执行到new指令时，检查这个指令的参数能否在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被加载、解析、初始化过，如果没有，需要执行相应的类加载过程

• 对象所需的内存大小在类加载完成后便可完全确定，虚拟机要做的就是从java堆中划分出一块固定大小的内存。

• 内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内存空间初始化为零值（不包括对象头）

• 执行new指令后，会接着执行< init>方法，给对象赋值

• 返回对象引用
  

虚拟机分配内存大小

（根据java堆是否规整，而java堆是否规整，又由垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定）

• 对象所需内存的大小在类加载完成后便可完全确定

• 内存分配根据Java堆内存是否绝对规整分为两种方式：指针碰撞 & 空闲列表

• 内存分配完成后，虚拟机对内存空间进行初始化（不包括对象头）

  • 指针碰撞：java堆绝对规整，已用内存在一边，可用内存空间在另一边，直接移动指针即可

  • 空闲列表：java堆不规整，选取足够大空间分配内存，然后更新空闲列表

给对象分配内存会存在线程不安全的问题。

1、虚拟机采用 CAS + 失败重试的方式 保证更新操作的原子性

2、每个线程在 Java堆中预先分配一小块内存（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TLAB上分配，只有TLAB用完并分配新的TLAB时才需要同步锁。

3、虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定。

对象的访问定位

Java中是通过引用（reference）来实现对象实例（堆中）的访问的。

由于reference 类型在Java 虚拟机规范里面只规定了一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过哪种方式去定位，以及访问到Java 堆中的对象的具体位置，因此不同虚拟机实现的对象访问方式会有所不同，主流的访问方式有两种：使用句柄和直接指针。

1、使用句柄

• java堆中划分出一块句柄池，refrence中存储的就是对象的句柄地址

• 句柄中包含了对象实例数据和对象类型数据各自的具体地址信息（实例数据在堆中，对象类型在栈中）

• refrence中存储的是稳定的句柄地址，对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针，refrence本身不需要修改
  

2、直接指针

refrence直接指向对象地址，堆对象中包含了对象实例数据和对象类型数据的指针

直接定位到对象，节省了一次指针定位的开销，速度更快

对象存储布局（对象头、实例数据、对齐填充）

对象头的组成：

• 第一部分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、对象分代年龄，mark word 非固定的数据结构，以便在极小的空间内存储尽量多的信息，根据对象状态复用自己的存储空间

• 第二部分是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例；

• 对齐填充（HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍）

• 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。

参考：
JVM——深入分析对象的内存布局