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探寻JVM-Hotspot中new关键字

2016-01-13  本文已影响153人  classtag

new关键字在java中是用来实例化一个对象,看似非常轻松的一个关键字,在JVM中(下文均指Hotspot虚拟机)都是如何运转的、对象如何分配出来、内部的成员变量如何初始化、这么“大”的对象数据都怎么存放的、程序如何访问,接下来就一探究竟。

马上有对象

对象创建

加载阶段
当程序执行到new关键字的时候,其实我们希望告诉JVM帮我们在内存中分配一块内存区域,并将把实例中的一些预值装配好。JVM接到我们指令后就开始到常量池中去定位这个类的引用,检查类是否被加载、解析和初始化过。如果没有就需要执行相应的加载过程,详细的类加载过程可以参考:Java类加载原理解析

分配内存
#JVM内核#运行时数据区域中介绍了,类被加载后它所需要的内存空间大小就会被确定,new的过程中JVM会从堆内存中分配出一块确定大小的空间供新的对象实例使用。

根据Java堆中的内存是不是整齐(是否争取取决于我们使用的GC收集器算法)会有两种不同的分配方式:

对象创建在虚拟机中时非常频繁的行为,即使是仅仅修改一个指针指向的位置,在并发情况下也并不是线程安全的,可能出现正在给对象A分配内存,指针还没来得及修改,对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况,那么如何来解决这个问题,JVM给出了两种方案:

** 内存空间初始化**
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),如果使用了TLAB,这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。
内存空间初始化保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用,程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。

对象设置
虚拟机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、对象的哈希码、对象的GC分代年龄等信息。这些信息存放在对象的对象头之中。

<init>
在上面的工作都完成之后,从虚拟机的角度看,一个新的对象已经产生了。但是从Java程序的角度看,对象的创建才刚刚开始<init>方法还没有执行,所有的字段都还是零。所以,一般来说(由字节码中是否跟随invokespecial指令所决定),执行new指令之后会接着执行<init>方法,把对象按照程序员的意愿进行初始化,这样一个真正可用的对象才算产生出来。


内存布局

在HotSpot虚拟机中,对象在内存中存储的布局可以分为3块区域:

下图清晰可见各个区域:


Hotspot中对象实例

对象访问

Object objectRef = new Object();  

假设这句代码出现在方法体中,"Object objectRef” 这部分将会反映到Java栈的本地变量中,作为一个reference类型数据出现。而“new Object()”这部分将会反映到Java堆中,形成一块存储Object类型所有实例数据值的结构化内存,根据具体类型以及虚拟机实现的对象内存布局的不同,这块内存的长度是不固定。

reference类型在java虚拟机规范里面只规定了一个指向对象的引用地址,并没有定义这个引用应该通过那种方式去定位,访问到java堆中的对象位置,因此不同的虚拟机实现的访问方式可能不同,主流的方式有两种:

这两种访问对象的方式各有优势,使用句柄访问方式最大好处就是reference中存储的是稳定的句柄地址,在对象移动时只需要改变句柄中的实例数据指针,而reference不需要改变。使用指针访问方式最大好处就是速度快,它节省了一次指针定位的时间开销,就Hotspot虚拟机而言,它使用的是第二种方式(直接指针访问)

这里的冬天 有阳光暖暖的落在脸上

参考

http://www.infoq.com/cn/articles/jvm-hotspot/
http://blog.csdn.net/u010942020/article/details/42836127
http://blog.csdn.net/java2000_wl/article/details/8015105

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