JVM里面new一个对象的过程[详细]

1、类加载检查

接收到new指令,检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。存在说明已经执行过类加载过程。如果没有,先执行类加载过程。

2、分配内存

类加载检查通过后,jvm给新对象分配内存,类加载完成后可以知道对象占用内存大小。分配过程等同于把一块固定大小的内存从堆中划分出来。分配方式分为指针碰撞和空闲列表两种。方式选择根据java堆是否规整决定,是否规整由垃圾收集器是否带有压缩整理决定的。

内存分配方式说明:

(1)指针碰撞:内存规整的情况,用过的内存放一边,没用的在一边。中间有个分割线。把分割线的指 针往没有用过的内存那边挪一点等于新对象的占用内存大小。适合parNew、Serial垃圾收集器。

(2)空闲列表:内存不规整的情况,已使用和未使用是散列在堆内存中,jvm需要维护一个列表,记录那些内存快可用,分配的时候从空余的内存快中分配一块和新对象的占用内存大小的给新对象,之后更新列表记录。适合CMS垃圾收集器。

并发情况下分配内存:

(1)CAS+失败重试:jvm使用cas和失败重试方式保证更新操作的原子性对分配空间同步处理。

(2)本地线程分配缓冲(TLAB):内存分配的动作按照线程划分在不同的空间中进行,给每个线程jvm预先分配一小块内存。JVM在给线程中的对象分配内存的时,首先在TLAB分配,当对象大于TLAB可用内存时候,在使用CAS+失败重试策略。通过TLAB参数配置(JVM会默认开启­XX:+UseTLAB),­XX:TLABSize 指定TLAB大小。

3、初始化

内存分配完成,jvm将分配到的内存空间都初始化0值(不包含对象头)。为了保证对象的实例字段在java代码中可以不赋初始值就直接使用,程序能访问到对应的0值。

4、设置对象头

初始值0完成后,虚拟机对对象进行必要的设置。比如对象的类的实例、如何找到元数据的信息、对象的哈希码、对象的GC分带年龄等信息。这些信息都存放在对象头内。

5、执行init方法

从虚拟机的角度已经创建完成一个新的对象,从java角度刚刚开始创建。执行new指令之后会执行init方法,把对象进行初始化。

### JVM 中多线程实现原理 在Java虚拟机(JVM)中,每启动一个新的线程就会为其分配一块独立的栈空间。这块栈空间主要用于保存局部变量表、操作数栈以及方法返回地址等信息[^4]。 #### 线程模型 JVM采用的是操作系统级别的线程调度机制,即每个Java线程都映射到一个本地的操作系统线程上。当程序创建新的`Thread`对象并调用其`start()`方法时,实际上是在请求操作系统创建相应的原生线程资源。一旦这个过程完成,新创建出来的线程就可以与其他任何其他线程并发执行了。 #### 内存结构 为了支持高效的上下文切换和减少竞争条件的发生概率,在设计层面引入了一些特定的概念和技术: - **PC寄存器**:记录当前正在被执行指令的位置; - **虚拟机栈**:存储着每一个方法调用期间产生的临时数据,包括参数传递、局部变量定义及其作用域范围内的表达式的计算结果; - **本地方法栈**:类似于虚拟机栈但是专门用来处理JNI接口调用的情况; - **堆区共享**:所有线程共同访问的对象都被放置在这里面,因此这里也是发生GC活动的主要场所之一; ```java // 创建两个不同任务的线程实例 Thread threadA = new Thread(() -> { System.out.println("Task A is running"); }); Thread threadB = new Thread(() -> { System.out.println("Task B is running"); }); ``` ### 多线程应用场景 考虑到实际开发过程中可能遇到的各种需求场景,以下是几种常见的利用多线程技术优化性能的方式: - 并发读写数据库查询语句或者网络IO操作; - 对于CPU密集型的任务可以考虑拆分成多个子任务交给不同的处理器核心去分别运算再汇总最终的结果集; - 使用线程池管理一组工作线程来提高响应速度和服务质量的同时降低频繁创建销毁带来的开销成本; ### 性能调优建议 针对上述提到的应用案例以及其他潜在的影响因素给出如下几条具体的调整措施: - 合理设置初始堆大小与最大可用容量之间的比例关系,避免因为空间不足而触发过多不必要的Full GC事件影响整体吞吐量表现; - 尽量重用已经存在的连接池或者其他可复用组件而非每次都重新建立全新的会话通道; - 减少锁争用现象的发生频率,比如通过无锁编程模式或是乐观锁定策略等方式改进同步控制逻辑的设计思路; - 定期监控应用程序内部各个部分的状态变化趋势图谱以便及时发现异常波动情况作出相应对策反应;
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