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对象创建

1. 遇到字节码new指令，在常量池中定位到对应类的引用
2. 若该引用为符号引用，则执行类加载过程，并将符号引用替换为直接引用
3. 分配内存，将被分配内存初始化为零值
4. 设置对象头
5. 执行构造函数（Class文件中的<init>()函数）

对象内存分配

分配方式分为“指针碰撞”和“空闲列表”两种

• 指针碰撞指有指针指向已用内存和可用内存的边界，分配时移动指针。当使用Serial、ParNew等带压缩整理过程的垃圾收集器时，堆内存是规整的，虚拟机使用该种分配方式，简单高效
• 空闲列表指维护了列表，用于记录可用的内存块，分配时找到足够大的一块内存进行分配，并更新记录。当使用CMS这种基于清除算法的垃圾收集器时，虚拟机采用较为复杂的本方法进行分配

由于对象创建是频繁行为，多处理器环境下，我们还需要考虑内存分配的线程安全问题，同样是两种方案，以指针碰撞为例：

• 采用CAS+失败重试的方式来保证操作的原子性
• 每个线程在堆中预先分配各自的缓冲区(Thread Local Allocation Buffer, TLAB)，分配时优先从缓冲区进行内存分配，缓冲区用完后，同步锁定并为该线程分配新缓冲区，这样也能避免线程安全问题

对象内存布局

分为对象头、实例数据和对齐填充三个部分
对象头：对象头包括两部分，一部分是Mark Word，长度为32或者64个bit，是一个有着动态定义的数据结构，根据标志位的不同，实际存储了不同的信息（如哈希码、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）；另一部分存储了类型指针，指向了对象类型的元数据；如果对象是一个Java数组，还需要有一块空间用于记录数组长度
实例数据：存储各种类型的字段数据，包括从父类继承下来的；数据的存储顺序受到虚拟机分配策略参数（-XX:FieldAllocationStyle）和源码中的定义顺序影响
对齐填充：部分虚拟机的内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，所以当对象数据大小不符合该要求时，用对齐填充来补全

对象访问定位

代码执行时，通过栈上的reference数据来操作堆上的对象，根据reference指向的地址不同，可以分为句柄定位和指针定位两种
句柄定位：在堆中划分一块内存作为句柄池，句柄中包含了对象实例数据和类型数据各自的地址，栈上reference指向句柄（此时对象实例数据无需存储类型指针）；栈上reference指向稳定的句柄地址，无需因对象地址变动（如垃圾回收导致的移动）频繁更新reference
指针定位：reference直接指向对象实例数据，而对象实例数据中包含了类型指针，用于访问类型数据；节省了一次内存定位和读取操作，速度更快

对象回收

何时可被回收

当对象已经不再存活，那么可以在下一次垃圾回收时被回收掉，那么如何判断对象是否存活呢？
引用计数法：在对象中添加引用计数器，然后根据引用和失效情况进行加减，计数器为零时说明该对象可被回收；这种方法效率高，原理简单，但是有很多例外情况，比如无法解决循环引用问题，因此需要大量额外处理才能保证正确工作；该方法更适合用来简单理解对象存活判断的逻辑
可达性分析法：从一系列GC Roots根对象作为起点集合，看是否存在到该对象的引用链；

**GC Roots**包括以下
* 虚拟机栈中引用的对象，如方法栈中使用到的参数、局部变量、临时变量等
* 方法去中类静态属性引用的对象
* 方法去中常量引用的对象
* 在Native方法中引用的对象
* Java虚拟机内部的引用，如基本数据类型对应的Class对象、常驻异常对象、系统类加载器等
* 所有被同步锁（synchronized）持有的对象
* 反映虚拟机内部情况的JMXBean、JVMTI中的回调、本地代码缓存等
* **对于采样分代收集和局部收集技术的垃圾收集器来说，还可以将其它内存区域的某些对象临时性地加入到GC Roots集合中，例如进行young gc时，老年代的对象也会被放进GC Roots集合**

上文提到，我们基于引用计数或者引用链，进行对象存活判断，那么此处也补充一些关于引用的知识。在JDK 1.2以后，引用被分为强、弱、软、虚四种

• 强引用（Strongly Reference）：指代码中普遍存在的引用赋值，只要存在对某个对象的强引用，该对象就不会被垃圾收集器收集
• 弱引用（Weak Reference）：描述某些有用但非必需的对象，在将要OOM前，才会把这些对象列入回收范围进行二次回收，若对象不存在其它强引用，则会被回收
• 软引用（Soft Reference）：比弱引用更非必需的对象，一旦发生垃圾回收，若对象不存在其它更强的引用，则会被回收
• 虚引用（Phantom Reference）：不影响对象生命周期，也无法通过虚引用来获取一个对象实例，但是当对象被回收时，可以收到一个系统通知

此外还有一点，finalize方法不被官方推荐使用。对象被回收需要满足两点要求：

1. 不存在GC Roots到其的引用链
2. 对象无finalize方法，或者已经执行过finalize方法（若在finalize方法中对象再生成功，下次则在之后的回收过程中，此条件永远满足）

回收方式

不同垃圾回收器采用的方法是不一样的，详情见其它介绍文章