jvm-Hotspot虚拟机对象揭秘
1.对象的创建过程
创建对象的过程.png
1.1类加载检查
虚拟机遇到一条 new 指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程。
1.2分配内存
对象所需的内存在类加载完成后便可完全确认，为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从 Java 堆中划分出来。分配方式有 “指针碰撞” 和 “空闲列表” 两种，选择那种分配方式由 Java 堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。
内存分配的两种形式
1.2.1内存分配过程中的并发问题
对象的创建在虚拟机中是非常频繁的行为，仅仅是修改一个指针所指向的位置，在并发情况下也不是线程安全的。可能的情况：在给对象A分配内存的时候，指针还没来得及修改，对象B又同时用原来的指针分配内存。解决这个问题有两种方案：
- 对分配内存空间的动作进行同步处理：实际上虚拟机采用虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性（CAS 是乐观锁的一种实现方式。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。）
- 本地线程分配缓冲（Thread Local allocation Buffer，TLAB）：为每一个线程预先在Eden区分配一块儿内存，JVM在给线程中的对象分配内存时，首先在TLAB分配，当对象大于TLAB中的剩余内存或TLAB的内存已用尽时，再采用上述的CAS进行内存分配
1.3初始化零值
虚拟机需要将分配到的内存空间初始化为零值（不包含对象头），这一步保证了Java对象的实例字段可以不赋初值就可以直接使用。如果使用TLAB，这一过程也可以提前至TLAB分配时进行。
1.4设置对象头
初始化零值完成之后，虚拟机要对对象进行必要的设置，例如这个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。 这些信息存放在对象头中。 另外，根据虚拟机当前运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。
1.5init
到目前为止，从虚拟机的视角来看一个新的对象已经创建完成了，但是从Java程序角度来看，这才刚刚开始，<init>方法还没执行对象还没有赋初值，只有执行过<init>方法，让对象按照程序员的意愿进行初始化过后，一个真正可用的对象才算创建完成。
2.对象的内存布局
在 Hotspot 虚拟机中，对象在内存中的布局可以分为3块区域：对象头、实例数据和对齐填充。
- Hotspot虚拟机的对象头包括两部分信息，第一部分用于存储对象自身的自身运行时数据（哈希码、GC分代年龄、锁状态标志，偏向线程ID，偏向时间戳等等），另一部分是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。如果对象是一个Java数组，那么对象头中应该还包含一组用于计算数组长度的数据。
- 实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序中所定义的各种类型的字段内容。
- 对齐填充部分不是必然存在的，也没有什么特别的含义，仅仅起占位作用。 因为Hotspot虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说就是对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头部分正好是8字节的倍数（1倍或2倍），因此，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。
3.对象的访问定位
建立对象就是为了使用对象，我们的Java程序通过栈上的 reference 数据来操作堆上的具体对象。对象的访问方式有虚拟机实现而定，目前主流的访问方式有①使用句柄和②直接指针两种：
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使用句柄：
如果使用句柄的话，那么Java堆中将会划分出一块内存来作为句柄池，reference 中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息；
通过句柄访问对象
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直接指针
如果使用直接指针访问，那么 Java 堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息，而reference 中存储的直接就是对象的地址。
通过直接指针访问对象
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比较
这两种对象访问方式各有优势。使用句柄来访问的最大好处是 reference 中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针，而 reference 本身不需要修改。使用直接指针访问方式最大的好处就是速度快，它节省了一次指针定位的时间开销。
主要参考来源
- https://github.com/LimerenceAmumu/JavaGuide/blob/master/docs/java/可能是把Java内存区域讲的最清楚的一篇文章.md
- 《深入理解Java虚拟机》
