[JVM]五 对象在内存中的结构

对象实例化

创建对象的方式：

1）new ，静态方法创建 ， 工厂模式的静态方法创建
2）class的newInstance() 反射，只能调用空参的构造器，权限必须是public （过时）
3）Constructor的newInstance() 反射，可带参，无权限要求
4）使用clone() 实现Cloneable接口 浅复制
5）反序列化，从文件或网络中创建对象
6）第三方库Objenesis

对象创建的步骤

1）判断对象对那个的类是否加载，链接，初始化

虚拟机首先检查这个指令的参数能否在Metaspace的常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载，解析和初始化（即判断类的元信息是否存在）。如果没有就根据双亲委派机制使用当前ClassLoader包名类名进行查找当前的.class文件，如果没有找到文件则抛出ClassNotFoundException异常。如果找到则进行类的加载，并生成对应的class类对象

2）为对象分配内存

首先计算对象占用空间（此时对象所占空间大小已经明确），接着在堆空间划分一块内存，如果实例成员变量是引用变量，进分批引用空间即可，即4个字节大小

①如果内存规整，则虚拟机采用指针碰撞法来为对象分配内存，意思是所有用过的内存存在一边，空闲的内存存在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，分配内存就仅仅把指针向空闲那边移动一段与对象大小相等的距离

②如果内存不规整，（可使用内存是碎片化的），此时 虚拟机需要维护一个空闲列表，列表记录了内存块那些是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够的空间划分给对象实例，并更新列表的内容。

选择那种分配是由java堆是否规整决定，而java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定

3）处理并发安全问题，因为堆空间绝大部分是共享，多个线程new对象就会出现线程安全问题，采用CAS失败重试，区域加锁保证更新的原子性。

或每个线程在Eden区域预先分配一块TLAB 使用参数-XX:±UseTLAB参数设置 JDK8默认开启

4）属性默认初始化，所有属性设置默认值，保证对象实例字段在不赋值时可以使用

5） 设置对象的对象头，（即类的元数据信息） ， 对象的HashCode和对象的GC信息，锁信息等数据存储在对象头中， 由jvm实现

6） init方法初始化，初始化成员变量，执行实例化代码块，调用类的构造方法，并把堆内对象的首地址赋值给引用变量。

内存布局

对象头

运行时元数据

哈希值
GC年龄分代
锁状态标志
线程持有的锁
偏向线程ID
偏向时间戳

类型指针

类型指针：指向方法区对象所属的具体类型

如果对象是数组 还要记录数组的长度

实例数据

实例数据包括定义的各种类型的字段（包括从父类继承下来的和本身拥有的字段）

规则：
父类中定义的变量出现在子类之前
同级别相同宽度的字段分配到一起
如果CompactFields参数为true 子类的窄变量可能插入到父类的空隙

对齐填充

占位符

对象的访问定位

即通过引用找到对象的过程

对象的访问定位是通过栈上引用 reference访问

对象访问的两种方式方式：

句柄访问

优缺点

缺点：空间消耗，从引用到句柄再到对象实例 效率低

优点：对象引用地址稳定，如果堆空间中对象发生引用，只需要维护句柄池地址

直接指针

直接指针是hostpot虚拟机采用的方式

优缺点

优点：节省空间，从引用直接找到对象实例数据 效率高

缺点：当对象地址变化时，栈空间地址需要做出修改

$.图：运行时数据区与对象在内存中的结构