# 1.背景與大綱 　　在我們了解了java虛擬機的運行時數據區后，我們大概知道了虛擬機內存的概況，但是我們還是不清楚具體怎么存放的訪問的； 　　接下來，我們將深入探討HotSport虛擬機在java堆中對象的分配、布局、訪問的全過程。 # 2.對象創建 　　 　　1.類加載：當遇到new指令時，先判斷這個類是否被加載、解析、初始化過，如果沒有，先執行相應類的加載過程（后面會詳細分析這個過程）。 　　2.分配內存： 　　如果Java堆內存是規整連續的，采用“指針碰撞”的分配方式， 　　 　　如果是不連續規整的，采用“空閑列表”分配方式。如下圖：灰色表示已使用，數字表示可用 　　 　　內存是否規整取決于垃圾收集器是否帶有壓縮整理功能。 　　Serial，ParNew等帶有Compact過程的收集器，采用的分配算法是“指針碰撞”。 　　而CMS這種基于Mark-Sweep算法的收集器，通常采用“空閑列表”分配方式。 　　線程安全問題：即便是修改指針指向位置，A\\B兩個線程有可能會指向同一個地址 　　 　　解決方案： 　　a.同步鎖： 　　b.TLAB:本地線程分配緩沖，把內存的分配動作按照線程劃分在不同的空間進行 　　等TLAB用完分配新的TLAB時，才需要同步鎖 　　虛擬機是否使用TLAB,可以通過-XX:+/UseTLAB參數設定 　　 　　3.對象初始化為零對象： *　　a.如果使用的是TLAB，這一步可以提前到TLAB分配的時候進行 　　b.作用：保證了實例字段在java代碼中可以不賦初始值就可以直接使用* 　　4.對象頭進行設置， 　　包括這個對象是哪個類的實例、如何才能找到類的元數據信息、對象的哈希碼、對象的GC分代年齡等信息。 　　5.java程序初始化，最后執行init方法，把對象按照程序員的意愿進行初始化。這樣一個真正可用的對象才算完全生產出來。 # 3.對象內存布局　　 　　 　　對象內存布局分為三塊區域 ## 3.1.對象頭（Header） 　　對象頭主要包括：運行時數據、類型指針 ### 3.1.1.運行時數據 　　對象頭，存儲對象自身的運行時數據，如哈希碼、對象的GC分代年齡、鎖狀態標志、偏向線程ID、偏向時間戳， 　　1.這部分數據的長度在32位和64位虛擬機中，分別為32bit和64bit。 　　2.官方稱其為：Mark Word 　　3.存儲的運行時數據過多（超出32bit、64bit） 　　4.Mark Word被設計成為一個非固定數據結構，以便在極小的空間內存存儲盡量多的信息 　　 　　5.根據對象的狀態復用自己的存儲空間 ### ?3.1.2.類型指針 　　另一個部分是類型指針 　　1.定義：對象指向它的類元數據的指針 　　2.作用：虛擬機通過這個指針來確定這個對象是哪個類的實例 　　3.但是：并不是所有的虛擬機實現都必須在對象上保留類型指針 　　4.結論：查找對象的元數據信息并不一定要經過對象本身（下一節詳細講） ### 3.1.3.特例 　　另外，如果對象是java數組 　　1.對象頭必須有一塊用于記錄數組長度的數據 　　2.原因：普通java對象的元數據信息可以確定java對象的大小 　　3.但是，從數組的元數據中卻無法確定數組的大小 ## 3.2.實例數據（Instance Data） 　　1.存儲內容：是對象真正存儲的有效信息，也是在程序代碼中所定義的各種類型的字段內容 　　2.存儲范圍：無論是父類還是子類都要記錄 　　3.存儲順序：存儲順序會受到虛擬機分配策略參數（fieldsAllocationStyle）和字段定義順序的影響 　　4.默認分配策略順序：按字節由大到小（即由寬到窄）， 　　longs/doubles->ints->shorts/chars->bytes/booleans->oops(Ordinary Object Pointers)普通對象指針 　　5.在滿足分配策略這個前提條件下，父類中定義的變量會出現在子類之前 　　6.如果CompactFields參數值為true，那么子類中較窄的變量也可能會插入到父類變量的空隙之中 ## 3.3.對齊補充（Padding） 　　1.作用：對齊填充并不是必然存在的，也沒有特別的含義，它僅僅起著占位符的作用。 　　2.原因：由于HotSpot VM的自動內存管理系統要求對象起始地址必須是8字節的整數倍，換句話說，就是對象的大小必須是8字節的整數倍。 　　3.解決：而對象頭部分正好是8字節的倍數（1倍或者2倍），因此，當對象實例數據部分沒有對齊時，就需要通過對齊填充來補全。 # 4.對象的訪問定位 　　 　　對象的訪問定位 　　1.Java程序需要通過棧上的reference數據來操作堆上的具體對象。 　　2.由于reference類型在Java虛擬機規范中只規定了一個指向對象的引用， 　　3.并沒有定義這個引用應該通過何種方式去定位、訪問堆中的對象的具體位置， 　　4.所以對象訪問方式也是取決于虛擬機實現而定的。 　　5.目前主流的訪問方式有使用句柄和直接指針兩種。 　　6.總結：通過reference數據來定位具體對象，但reference只規定了對象的引用，并沒有提供具體實現 　　 ## 4.1.句柄方式 　　1.Java堆中將會劃分出一塊內存來作為句柄池， 　　2.reference中存儲的就是對象的句柄地址， 　　3.而句柄中包含了對象實例數據與類型數據各自的具體地址信息。 　　優點： 　　使用句柄來訪問的最大好處就是reference中存儲的是穩定的句柄地址， 　　在對象被移動（垃圾收集時移動對象是非常普遍的行為）時只會改變句柄中的實例數據指針，而reference本身不需要修改。 ## 4.2.直接指針方式 　　1.Java堆對象的布局中就必須考慮如何放置訪問類型數據的相關信息， 　　2.而reference中存儲的直接就是對象地址。 　　優點： 　　使用直接指針訪問方式的最大好處就是速度更快，它節省了一次指針定位的時間開銷， 　　由于對象的訪問在Java中非常頻繁，因此這類開銷積少成多后也是一項非常可觀的執行成本。 ## 4.3.案例 　　虛擬機Sun HotSpot 使用的是直接指針的方式！