简单说说jvm的对象存储与访问

JDK技术组成.png

图上所涉及的是Java的技术组成，确实，没有必要全部深入了解。但是大致的框架是有必要明确的。业务层的程序员可能并不了解这些，所以我还是弄一篇笔记用来学习和分享

传统意义上，Java包括了：

• Java程序设计语言
• 各种平台上的Java虚拟机（JVM）
• class文件格式
• Java API
• 第三方Java库

jvm是Java最小运行环境，JDK是Java最小开发环境

想知道对象怎么创建的，就要先知道，JVM的内存管理，先介绍一下

内存管理

Java比C++多了一个内存管理，减少了程序员对内存回收的操作，方便的同时也带来了新的麻烦，所以我们需要了解Java的内存管理技术，避免过于浪费性能。

Java虚拟机运行时数据区

• 程序计数器
  标记当前线程程序执行到的位置，这样可以方便线程切换时恢复到正确的执行位置。所以计数器是线程私有数据。
• 虚拟机栈
  初学Java的时候，老师喜欢把Java内存模型分为堆内存和栈内存，栈内存就是这玩意儿，是Java方法执行的内存模型，每个方法执行的时候都会创建一个栈帧（Stack Frame） 存储局部变量，操作数栈，动态链接，方法出口等。
  所以堆内存和栈内存的分类是比较粗糙的，实际上要复杂的多。
  在虚拟机中，如果线程请求的深度大于栈的深度就会出现StackOverflowError错误，如果是动态扩展的栈，当扩展无法获得足够的内存会抛出OutOfMemoryError错误
• 本地方法栈
  执行Native方法的服务，具体看JVM的实现，方便程序调用本地的方法与服务。
• Java堆
  Java堆是被一群线程共享是一块内存，应该是最大的一块存储空间了。在虚拟机启动时创建，GC管理的最大的一块地方。这里可以划分出多个线程私有的缓冲区，但是这些划分与存放内容无关，这里主要存的，是对象。当然，这里是可拓展的。
• 方法区
  存放虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译的代码数据。
• 运行时常量池
  是方法区的一部分，Class文件除了类版本，字段，方法，接口等描述信息外，还有一项是常量池，存放编译时，生成的各种字面量，符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池内

上面说了这么多，那Java是怎么创建对象的呢？

对象的创建

当虚拟机获得new指令的时候，首先会在常量池中找到类符号引用，检查符号是否被加载、解析、初始化过，检查通过以后执行未执行的操作，然后虚拟机会为新对象分配内存（把一块确定大小的内存从堆中分出来）。
在规整的Java堆内存中（用过的内存放在一边，没用过的内存放在另一边，中间靠一个指针来分开），分配的内存就是将指针移动一下，让出对象对应大小的位置。而在非规整的堆内存中，空闲与非空闲的相互交错，这时候，Java会维护一个列表，记录内存可用的区块，分内存给对象的时候，就是找到一块足够大的地方，存下这个对象，并更新记录表。不同的JVM有不同的记录方式。

这样分配如何保证线程安全呢，即使在仅仅改变内存指针的行为，在并发情况下，也不是安全的，可能线程A正在给对象分配内存，还没来得及修改，而线程B却使用了老的指针地址。这样，要么对修改指针做同步处理，要么把内存分配动作按线程划分在不通空间（本地线程分配缓冲）。分配完，对内存进行清零，让后对对象进行初始化。将对象的哈希码，GC分代年龄存放在对象头中。

对象的访问定位

访问对象要靠栈上的reference数据寻址。Java没有定义这个引用如何定位，所以有两种方式访问。（句柄访问，指针访问）
句柄访问：栈reference中存储的是句柄的地址，对应的堆的句柄池内的数据。如图：

句柄访问简单示意图

指针访问：指针直接访问对象

指针访问简单示意图

句柄访问存储比较稳定，对象移动的时候只需要改变指针内的地址，reference内的数据不用改变，指针直接访问速度更快，节省开销。

虽然Java有GC，但是GC不是万能的，内存溢出还是会存在。所以应该说了解JVM，应该也是是Java程序员的必修课之一吧。