JVM对象内存布局

HotSpot虚拟机中,对象在内存中的存储布局分3部分:对象头,实例数据,对齐填充。

一.     对象头

对象头包含两部分信息:对象的运行时数据和类型指针。

1.    对象的运行时数据

对象的运行时数据非常多,主要有哈希码,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。

①   哈希码:对象的标识。

②   GC分代年龄:GC即Java的垃圾回收机制。Java堆分两部分:新生代堆和老年代堆。对应地,GC也分为Minor GC和Full GC。Minor GC负责扫描新生代堆,Full GC负责扫描老年代堆。GC扫描时,若发现对象死亡,则回收;其他生存对象则年龄+1。当新生代堆对象年龄到达某个值时(GC分代年龄),就可以进入老年代堆。老年代堆则无年龄限制。绝大多数的对象都会在新生代堆中死亡,所以进入老年代堆中的对象往往是可能要长期存活的对象,因此Full GC的扫描并不会像Minor GC那样频繁。

③   锁状态标识:Java中锁的是对象,不是代码。锁状态有4种:无锁,偏向锁,轻量级锁,重量级锁。

其中,线程当前对象不访问任何同步代码时,对象是无锁的;偏向锁是一段同步代码被单线程访问时使用的,代价低;偏向锁的代码被第二个线程访问时,偏向锁就会升级为轻量级锁,此时若其他线程也要访问,则通过自旋(即循环请求)的方式进行尝试,不会阻塞;当其他线程的自旋进行到一定次数,依然无法访问时,该线程就会阻塞,锁由轻量级锁升级为重量级锁。重量级锁会令所有后续请求的线程阻塞。

2.    类型指针

类型指针指向元数据,虚拟机通过该指针确定该对象是哪个类的实例。然而,并非所有虚拟机都要在对象头中保存该指针。

二.     实例数据

实例数据是对象存储的有效信息,即程序中定义的各个字段。包含从父类继承的信息。各个字段的存储顺序会受到JVM分配策略与字段在Java源码中定义顺序的影响。

三.     对齐填充

HotSpot要求对象起始地址必须是8字节的整数倍,所以每个对象的大小也必须是8字节的整数倍。故对于大小不符合的对象,就进行对其填充。

所以视对象的大小不同,对齐填充并非必然存在。

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