《深入理解虚拟机》阅读笔记-对象内存的分配与布局

对象内存的分配与布局

• 创建(new、clone、反射、反序列化)
  • new -> 常量池定位符号引用,并检查符号引用代表的类是否被加载、解析、初始化。若没有，则执行类加载过程
  • 对象所需内存在类加载完成后便可完全确定。
  • 对象内存分配方式，由垃圾收集器是否有压缩整理功能决定
    • 指针碰撞：堆内存绝对规整，使用的内存与空闲内存通过指针作为分界点。分配内存只需要相应移动指针即可。serial、parNew等带Compact过程的收集器。
    • 空闲列表：记录空闲内存地址。分配内存时同时更新列表即可。cms基于Mark-Swap算法的收集器。
  • 对象内存分配的线程安全问题
    • 分配内存时同步--虚拟机采用CAS加失败重试的方法
    • 本地线程分配缓冲（Thread Local Allocate Buffer）
      • 堆预先分配给线程一定的内存空间，分配内存时首先使用该部分。
      • 只有当TLAB使用完，重新分配时才同步。
      • 是否使用，通过 -XX:+/-UserTLAB参数决定
• 内存布局
  • 对象头
    • MarkWord
      • 存放对象自身的运行时数据,比如hashcode、GC分代年龄、锁状态便知、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳
      • 在32位、64位的虚拟机中（未开启压缩指针）分别为32bit和64bit
      • 非固定的数据结构，根据对象状态复用存储空间

        
    • Klass指针
      • 对象指向它的类元数据的指针，通过该指针确定对象是哪个类的实例
      • 并不完全通过对象本身，句柄池的句柄同时保存到实例数据和类型数据的指针
      • 若对象是Java数组，则需要一块记录数组长度的空间，因为无法通过普通Java对象的元数据信息确定
  • 实例数据
    • 对象真正存储的有效信息，即定义的各种类型字段内容
    • 存储顺序受虚拟机分配策略和字段在源码中的定义顺序影响
      • HotSpot默认分配(相同宽度的字段一起分配)：longs/doubles、ints、shorts、chars、bytes/booleans、oops(ordinary object pointers)
      • 父类定义的字段在子类之前
      • 若CompactFields参数值为true,则 子类较窄的变量会被插到父类变量的空隙间
  • 对齐填充
    • 占位符作用
    • Hotspot规定对象的起始地址必须是8字节的整数倍，即对象必须是8字节的整数倍
    • 对象头是8字节的倍数(1倍或2倍),因此该部分是在需要时补齐实例数据的空缺
• 访问定位
  • JVM通过栈上的reference数据操作堆上的对象,其本质只是指向对象的引用
  • 方式由虚拟机决定，目前主流的两种
    • 句柄访问
      • 堆中划分内存作为句柄池，reference存放对象的句柄地址
      • 句柄包括对象实例数据与类型数据的地址信息
      • 优点是稳定，当对象被移动时，只会更改句柄的实例数据地址
    • 直接指针访问（Hotspot）
      • reference存放的对象地址
      • 而相应的堆对象必须存储类型数据的相关信息（Klass指针）
      • 优点是高效，节省了一次指针定位的时间