对象实例化内存布局和访问定位

一、对象的实例化

1、对象创建的方式

• new：最常见的，用其他方式new 对象
• Class的newInstance() ：反射的方式（jdk9已过时，只能调用public 空参的构造器）
• Constructor的newInstance(Xxx)：反射的方式，相对灵活
• 使用clone()：不调用任何构造器，类需要实现Cloneable接口
• 使用反序列化：从文件、网络等获取对象的二进制流
• 第三方库Objenesis

2、对象创建的步骤

1. 判断对象对应的类是否加载、连接、初始化（类内存中是否存在）
2. 为对象分配内存
   1. 如果内存规整-指针碰撞（接着往下放）
   2. 如果内存不规整：虚拟机需要维护一个列表 ，空闲列表分配，记录可用空间，在列表中找到足够分配对象的内存块
   3. 采用哪种方式分配，取决于垃圾回收区是否整理空间
3. 处理并发安全问题
   1. 采用CAS配上失败重试，保证更新的原子性
   2. 每个线程预先分配一块TLAB
4. 初始化分配到的空间，所有属性设置默认值，保证对象实例字段不在赋值的时候可以直接使用
5. 设置对象的对象头
6. 执行init方法进行初始化（显示初始化）
   1. 显示初始化
   2. 代码块赋值
   3. 构造器初始化

二、对象的内存布局

• 对象头(Header)
  • 运行时源数据(Mark Word)：
    • 哈希值
    • GC分代年龄
    • 锁状态标志
    • 线程持有锁
    • 偏向线程ID
    • 偏向时间戳
  • 类型指针：指向类源数据InstanceKlass，确定该对象所属的类型(方法区中的)
  • 数组则需要记录大小
• 实例数据(Instance Data)
  • 真正存储的有效信息，包括程序代码中定义的河中类型的字段（包含父类）
    • 相同宽度字段总是分配在一起
    • 父类中定义的变量会出现在子类之前
    • 如果CompactFields参数为true(默认)：子类的窄变量可能插入到父类的变量空隙
• 对齐填充(Padding)：不是必须，占位

三、对象的访问定位

JVM如何通过栈帧中的对象引用访问到其内部对象的实例的呢？

 对象访问的2中方式：

• 句柄访问：效率低、占内存。但是对象位置变了，只要改变句柄中的指针，引用不用变。
• 直接指针（Hotspot采用）：效率高、不占内存。如果对象位置变了，引用也要变。

四、直接内存

jdk8之后，元空间使用的就是直接内存。是JVM直接向操作系统申请的内存。