深入理解Java (一) Java对象的创建

(一)、对象的创建

   虚拟机遇到一条new指令时,首先检查这个指令的参数是否有能在常量池中定位到一个类的符号引用,并检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过,如果没有,那必须先执行相应得类加载过程
   类加载检查通过后,接下来虚拟机将为新生对象分配内存,对象所需内存大小在类加载完成后便可以确定。两种方式:指针碰撞和空闲列表。使用Serial、ParNew等带Compact过程的收集器时,系统分配算法是指针碰撞,而使用CMS这种基于Mark -Sweep算法的收集器时,通常采用空闲列表。
   对象创建安全性问题:两种解决方法:一是对分配内存空间的动作进行同步处理-实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方法保障更新操作的原子性;另外一种是吧内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行,每个现在在java堆中预先分配一小块内存,称为本地线程分配缓冲(TLAB),先在TLAB上分配,TLAB用完时并分配新的TLAB时,才需要同步锁定。–XX:+/-UseTLAB
   内存分配完之后,虚拟机将分配到的内存空间都初始化为零值(不包括对象头)如果使用TLAB,这一过程要提前至TLAB分配时进行。
   接下来,虚拟机就要对对象进行必要的设置,如对象是哪个类的实例,如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希吗、对象的GC分代年龄等信息,存储在对象头之中
   执行new指令之后会接着执行方法

(二)、对象的内存布局

   对象在内存中存储的布局可以分为3块区域:对象头、实例数据和对齐填充
   对象头分为两部分:第一部分用于存储对象自身的运行时数据如哈希吗,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,这部分数据在32位和64位的虚拟机中分别为32bit和64bit,官方称为”Mark Word”–非固定的数据结构以便在极小的空间内存储尽量多的信息,32位HotSpot虚拟机中若干对象处于未锁定状态下,32bit中25bit用于存储对象哈希码,4bit用于存储对象分代年龄,2bit用于存储锁标志位,1bit固定为0.
    另一部分是类型指针,即对象指向它的类元数据的指针,并不是所有的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针,查找对象的元数据信息并不一定要经过对象本身。如果对象是java数组,还有有一块用于记录数组长度的数据。虚拟机无法从数组的元数据确定数组的大小。
   实例数据部分是对象正真存储的有效信息,代码中所定义的各种类型的字段内容,无论是父类继承下来的,还是在子类中定义的,都需记录。存储顺序受到虚拟机分配策略参数和字段在java源码中定义顺序影响,HotSpot中默认分配策略是longs/doubles,ints,shorts/chars,bytes/booleans,oop。如果CompactFields参数为true(默认为true)那么子类中较窄的变量可能会插入到父类变量的空隙中。
   第三部分对齐填充并不是必然存在的,其占位符作用,HotSpot VM自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的倍数,当对象实例数据部分没有对齐时,就需要通过对齐填充来补全。

(三)、对象的访问定位

   java程序通过栈上的reference数据来操作堆上具体对象,一个指向对象的引用。两种方式:句柄和直接指针两种。
   如果使用句柄访问,java堆中会划分一块内存来作为句柄池,reference中存储的是对象的句柄地址,句柄中包含对象实例数据与类型数据各自的具体地址。
   直接指针访问的话,java堆对象布局中必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息,二reference中存储的直接就是对象地址。
   句柄访问最大好处就是reference中存储稳定的句柄地址,对象被移动是,只改变句柄中的实例数据指针,而reference不需要改变。直接指针访问方式最大好处就是速度快,对HotSpot而言使用第二种方式进行对象访问

(四)、内存溢出异常

   stackeoverflow多出现在递归没有返回的情况,内存泄漏找到泄漏对象是通过怎样的途径与GC Roots相关联并导致垃圾收集器无法自动回收他们的。
   区分内存泄漏与内存溢出。
   直接内存DirectMemory导致内存溢出,一个明显特征就是Heap Dump文件中不会看见明显异常。

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