对象创建与内存分配

对象创建过程

当我们执行以下代码时：

Apple apple = new Apple();

大致经过三个步骤：

1. 堆内存中为Apple对象开辟一块空间
2. 初始化对象（成员变量赋值等）
3. apple变量指向堆内存中的Apple对象的地址

其中第1、2部可以细化为：

1. JVM到常量池中定位这个类的符号引用
2. 确认这个类是否已加载，如未加载则进行加载
3. 在堆中开辟对象内存区域
4. 成员变量初始化0值
5. 设置对象头中必要的信息（如GC年代信息、锁信息、对象哈希等）
6. 执行<init>方法（初始化成员变量值等）

对象的内存布局

堆中的对象可以分为三个部分：

• 对象头（Header）
• 实例数据（Instance Data）
• 对齐填充（Padding）

对象头

对象头中存储了两类数据：markword和类型指针。

markword，在64位系统中占用8字节空间（64bit），具体包含：哈希码（HashCode）、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。

但markword中所包含的数据其实加起来已经超过8字节，为了节省存储空间，在不同锁状态下，markword的结构有所不同，以此达到复用存储空间的目的。

markword示意如下：

类型指针，指向方法区中该对象的class元数据。简单来说就是用来确认当前对象的class。如果开启压缩指针（JDK1.6开始默认开启），那么占用4字节，未开启则占用8字节

如果是数组对象，除了markword和类型指针之外，还有数组长度

我们可以借助一个工具类打印对象头，方法如下：

Gradle：

compile group: 'org.openjdk.jol', name: 'jol-core', version: '0.16'

Java:

public class Apple {

    private Integer weight;
    private byte content;
}

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new Apple()).toPrintable());
    }
}

打印结果如下：

实例数据

实例数据就是我们定义的类的成员变量数据，也就是我们开发者自定义的部分

对齐填充

JVM的内存管理要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，所以对象头和实例数据的内存大小加起来如果不是8字节的整数倍，就用对齐填充来补全。

对象的访问定位

在运行时数据区中介绍过栈中局部变量表reference类型的数据是用于指向堆中的对象。

实际上具体的实现方式分为两种：

1. 使用句柄访问
2. 直接指针访问

句柄访问

使用这种方式的话，堆中将有一个句柄池，存放了对象实例所在的地址以及对象类型地址。

示意图如下：

优点：reference指针是稳定地指向句柄池，如果垃圾回收器移动了对象实例，只需要改变句柄即可。

缺点：每次访问对象都需要经过句柄池，也就是需要两次地址访问才能访问到真正的对象实例

直接指针访问

这种方式就是reference直接指向了对象实例，我们常用的HotSpot虚拟机主要使用这种方式

优点：比句柄方式少了一次指针定位

缺点：如果移动了实例对象，reference需要改变