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深入理解java 虚拟机(二)

人丑多读书 破玉 21次浏览 0个评论

对象的创建

    对象的创建,我们知道创建java 对象在语言层面仅仅是一个new关键字,而在虚拟机中,当遇到一条new指令时,首先将去检查这个指令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经被加载、解析和初始化过。如果没有,那必须先执行相应的类的加载过程。
    在类检查通过后,接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需的内存大小在类加载完成后便可以完全确定,为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从java 堆中划分出来。假设Java 堆中内存是绝对规整的,所有用过的内存都放在一边,空闲的内存放在一边,中间放着一个指针作为分界点的指示器,那所分配的内存就仅仅是把那个指针指向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离,这种分配内存的方式成为“指针碰撞”。如果java堆中的内存不是规整的,已使用的内存和空闲的内存相互交错,那就没法简单的进行指针碰撞了,虚拟机就必须维护一个列表,记录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内存空间划分给对象实例,并更新列表上的记录,这种分配方式称为“空闲列表”。选择哪种分配方式由java 堆是否规整所决定,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。

对象的内存布局

    在HotSpot虚拟机中,对象在内存中的布局可以划分为三块区域:对象头、实例数据和对齐填充。HotSpot 虚拟机对象头分为两部分,一部分用于存储对象自身的运行数据,如哈希码、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,这部分数据长度在32位和64位虚拟机中分别为32bit和64bit,官方称它为“Mark Word”。
    对象头的另外一部分是类型指针,即对象指向它类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来判断对象是哪个类的实例。另外,如果对象是一个java 数组,那在对象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,但是从数组中元数据却无法确定数组的大小。
    接下来实例部分的数据是对象真正存储的有效信息,也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的,还是在子类中的定义的,都需要记录下来。这部分存储顺序会受到虚拟机默认的分配策略参数和字段在java 源码中定义的顺序的影响。HotSpot 虚拟机默认的分配策略为longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes、boolean 、oops在满足这个前提条件的情况下,在父类中定义的变量会出现在子类之前。如果CompactFilelds 参数值为true,那么子类中较窄的变量也可能会插入到父类变量的空隙中。
     对齐填充并不是必然存在的,也没有特别的含义,它仅仅起着占位符的作用,当实例数据部分没有对齐时,就需要通过对齐填充来补全。

对象的额访问定位

     目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。这两种对象访问方式各有优势,使用句柄来访问最大的优势就是reference中存储的稳定的句柄地址,在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针,而reference本身不需要修改。使用直接指针访问的最大优势就是速度更快,节省了一次指针定位的时间开销。


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