对象的内存分布和访问定位

2020-08-28  本文已影响0人  风暴预言家

对象的内存分布

  在Hotspot虚拟机中,对象在堆内存中的存储布局可以划分为三分部分:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding).

  HotSpot虚拟机对象的对象头部分包括两类信息。第一类是用于存储对象自身的运行时数据,如哈希吗(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向ID、偏向时间戳等,这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机(未开启指针压缩)中分别为32个比特和64个比特,官方称为“Mark Word”。考虑到虚拟机的空间效率,Mark Word被设计成一个有着动态定义的数据结构,以便在极小的空间内存储尽量多的数据,根据对象的状态复用自己的存储空间。

存储内容 标志位 状态
对象哈希吗、对象分代年龄 01 未锁定
指向锁记录的指针 00 轻量级锁定
指向重量级锁的指针 10 膨胀(重量级锁定)
空,不需要记录信息 11 GC标志
偏向线程ID、偏向时间戳、对象分代年龄 01 可偏向

  对象头的另一部分是类型指针,即对象指向它的类型元数据的指针,Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。并不是所有的虚拟机实现都必须在独享数据上保留类型指针。如果对象是一个Java数组,那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据。

32 bits:
--------
hash:25 ------------>| age:4    biased_lock:1 lock:2 (normal object)
JavaThread*:23 epoch:2 age:4    biased_lock:1 lock:2 (biased object)
size:32 ------------------------------------------>| (CMS free block)
PromotedObject*:29 ---------->| promo_bits:3 ----->| (CMS promoted object)

64 bits:
--------
unused:25 hash:31 -->| unused:1   age:4    biased_lock:1 lock:2 (normal object)
JavaThread*:54 epoch:2 unused:1   age:4    biased_lock:1 lock:2 (biased object)
PromotedObject*:61 --------------------->| promo_bits:3 ----->| (CMS promoted object)
size:64 ----------------------------------------------------->| (CMS free block)

 unused:25 hash:31 -->| cms_free:1 age:4    biased_lock:1 lock:2 (COOPs && normal object)
 JavaThread*:54 epoch:2 cms_free:1 age:4    biased_lock:1 lock:2 (COOPs && biased object)
 narrowOop:32 unused:24 cms_free:1 unused:4 promo_bits:3 ----->| (COOPs && CMS promoted object)
 unused:21 size:35 -->| cms_free:1 unused:7 ------------------>| (COOPs && CMS free block)

  接下来实例数据部分是对象真正存储的有效信息,即我们在程序代码中定义的各种类型的字段内容,无论是从父类继承下来的,还是在子类中定义的字段都必须记录起来。

  对象的第三部分就是对齐填充,这并不是必然存在的,也没有特别的含义,它仅仅起着占位符的作用。由于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,换句话说就是任何对象的大小都必须是8字节的整数倍。如果对象的实例数据部分没有对齐的话,就需要通过对齐填充来补全。

访问定位

使用句柄访问

image.png

直接访问

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