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对象实例化(内存布局)

Java 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

对象实例化(内存布局)

对象实例化 创建对象的几种方式
  1. 使用 new 关键字创建对象
  2. Class 的 newInstance() 放射的方式创建对象,只能用空参构造器。
  3. Constructor 的 newInstance() 方法创建对象。也是使用反射的方式创建对象,但是可以使用空参或有参构造器。没有权限要求。
  4. 调用 clone() 方法创建对象。要求当前类实现Clonable接口。
  5. 使用反序列化创建对象,从文件流或网络中获取一个对象的二进制流。
  6. 使用第三方库创建对象Objenesis。
创建对象的步骤
  1. 加载类元信息。
    判断对象对应的类是否加载,连接,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
    ClassLoader + 包名 + 类名 为Key 进行查找对应的.class文件。如果没有找到,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。

    如果内存是规整的,那么虚拟机将采用的是指针碰撞法(Bump The Point)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指向空闲那边挪动一段与对象大小相等的距
    离罢了。如果垃圾收集器选择的是Serial, ParNew这种基于压缩算法的,虚拟机采用这种
    分配方式。以便使用带有compact(整理)过程的收集器时,使用指针碰撞。

    如果内存不是规整的,已使用的内存和未使用的内存相互交错,那么虚拟机将采用的时空
    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。这种分配方式成为“空闲列表”

    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. 处理并发问题。
    每个线程预先分配一块TLAB。

  4. 属性的默认初始化。
    所有属性设置默认值,保证对象实例字段在不赋值时可以直接使用。

  5. 设置对象头信息。
    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。这个过程具体设置方式取决于JVM实现。

  6. 属性的显式初始化,代码块中初始化,构造器中初始化。
    从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。因此一般来说(由字节码中
    是否跟随有invokespecial指令所决定),new指令之后会接着就是执行方法,把对象按照
    程序员的意愿进行初始化,这样一个真正可用的对象才算完全创建出来。

对象的内存布局 1. 对象头

对象头信息包括两部分信息:运行时元数据(Mark Word)和 类型指针。
元数据信息包括:哈希值、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。
类型指针是指向类元数据,确定该对象所属的类型。

2. 实例数据

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)。

3. 对齐填充

不是必须的,也没特别含义,仅仅起到占位符的作用。

图解程序

代码:

public class CustomerTest {
    public static void main(String[] args) {
        Customer cust = new Customer();
    }
}

class Customer {
    
    int id = 1001;
    String name;
    Account acct;
    
    {
        name = "匿名用户";
    }
    
    public Customer() {
        acct = new Account();
    }
}

class Account {
    
}

对象的访问定位

JVM是如何通过栈帧中的对象引用访问到其内部的对象实例呢?

句柄访问

直接指针(HotSpot虚拟机采用这种方式)

面试题目
  1. 对象在JVM中是怎么存储的?
  2. 对象头信息里面有什么?
  3. Java的对象头里有什么?
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