不同的虚拟机中对象的具体分布是不同的，目前Hotspot虚拟机使用的较为广泛，以该虚拟机为例，撰写一下Java堆中对象分配、布局和访问的全过程
Java对象的创建
首先需要提的是，Java的对象创建只能通过new指令
Java作为一种“安全”的语言，检查是家常便饭，new操作就存在了检查
new指令的过程：
类加载检查
- 检查该指令的参数能否在常量池中定位到
- 检查该类是否已经被加载
- 若为加载，则执行相应的类加载过程
虚拟机为新生对象分配内存
在这里开始描述前，有必要提前说明：对象在内存中占用的空间的确定的
逻辑很简单，从堆中分配内存。
但是因为Java垃圾回收、高并发的原因，存在以下几个问题：
划分内存的方法
-
堆中内存是规整的，“指针碰撞”
使用过的内存放一边，未使用过的放在另一侧，中间使用一个指针作为分界点指示。
这种情况只需要移动指针即可，称为“指针碰撞”
-
堆中内存不规整，“空闲列表”
使用过的内存与空闲内存相互交错，虚拟机需要维护一个记录表，记录可用的内存块，分配时寻找合适的内存块进行分配，称为“空闲列表”
分配空间时，由于多线程操作导致的问题
假设有三个线程，同时向虚拟机申请内存，若一起处理，势必造成数据错乱
虚拟机有两个方案来应对这个情况：
-
对分配空间进行同步处理。
虚拟机采用了CAS配合失败重试的方式保证更新操作原子性
CAS:
Compare And Swap ,一种无锁的方式处理并发，给数据标记，每次操作进行加1，结束后核实该标记是否被改动
-
将内存划分为小块进行分配。
每个线程预先在Java堆中分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲
对象初始化
所有空间都初始化为零值（不包括对象头）
零值：引用统一为null，布尔为false，其他均为0
对象头进行必要的设置
设置该对象为哪个对象的实例、寻找类的元数据的方式、对象哈希码、对象的GC分代年龄信息等。
执行初始化程序
方法执行，根据用户编码进行初始化。
总结如下
Java对象的内存布局
在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块
对象头（Header），实例数据（Instance Data），对齐填充（Padding）
对象头
对象头包括两部分：自身运行时数据与类型指针
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自身运行时数据
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
存储在32bit或64bit中
称为“Mark Word”
非固定的数据结构，以便于高效存储尽可能多的信息，根据对象状态复用自己的空间。
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类型指针
对象指向它的类元数据的指针，通过该指针，可以得知对象的类型
-
若为数组，则对象头中还有一块用于记录数组长度的数据
实例数据
程序代码中所定义的各种类型的字段内容。父类继承与子类定义都被记录。
存储顺序受虚拟机分配策略参数和字段在Java源码中定义顺序的影响。
对齐填充
无特别意义，保证对象大小为8字节的整数倍
对象的访问定位
Java通过reference类型代表对象的引用。
Java虚拟机未规定该引用怎样定位对象的具体位置
Reference有两种主流方式寻找对象具体位置：句柄和直接指针
句柄访问
Java堆中划出一块内存作为句柄池，reference中存储对象的句柄地址，句柄中包含对象的实例数据与类型数据各自的具体地址信息。
句柄
在程序设计中，句柄（handle）是Windows操作系统用来标识被应用程序所创建或使用的对象的整数。其本质相当于带有引用计数的智能指针。当一个应用程序要引用其他系统（如数据库、操作系统）所管理的内存块或对象时，可以使用句柄。
句柄与普通指针的区别在于，指针包含的是引用对象的内存地址，而句柄则是由系统所管理的引用标识，该标识可以被系统重新定位到一个内存地址上。这种间接访问对象的模式增强了系统对引用对象的控制。（参见封装）。通俗的说就是我们调用句柄就是调用句柄所提供的服务，即句柄已经把它能做的操作都设定好了，我们只能在句柄所提供的操作范围内进行操作，但是普通指针的操作却多种多样，不受限制。
直接指针访问
Java堆对象的布局中放置类型数据的相关地址信息，reference中存储的就是对象地址
两种方式的比较
- 句柄访问：reference中存储的是句柄地址，对象被移动（垃圾回收为了整理空间，会普遍发生移动）时，改变句柄中实例数据指针就行。
- 直接指针：直接指针速度更快，节省了一次指针定位的开销，HotSpot采用了直接指针。
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