《深入理解Java虚拟机》(一)--Java内存区域与内存溢出异常(2)

-2 HotSpot虚拟机对象探秘

-2.1 对象的创建

当虚拟机收到一条new指令的时候,首先检查常量池中是否有这个对象的引用,意思就是你这个对象的类型有没有。再检查一下这个类有没有加载,解析,和初始化过,如果没有的话就执行类加载(这个操作执行完毕之后,就可以确定对象分配的大小)。

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JVM街道new指令之后的操作

之后进入到内存分配的阶段:

如果堆内存的分配是规整的,那么已分配区域和未分配区域会有一个指针,如果一个新的对象进入到内存,那么指针移动一位。


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规整的分配方式

如果内存分配是不规整的,则需要使用空闲表的方式


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空闲表的分配方式

分配时,为了解决线程安全的问题这里提供了两种解决方法

1)对分配动作进行同步处理

2)使用TLAB

TLAB:Thread Local Allocation Buffer  本地线程分配缓冲区

每个线程在堆内存中预先分配一块缓冲区,new的时候直接放到当前线程的缓冲区里面,

如果缓冲区不够用的话,再使用方法1)。

分配完成后会进行初始化,里面的私有变量值都为0,保证了实例在java中不赋值就可以使用

-2.2 对象内存布局

在HotSpot虚拟机中,对象在内存中储存的分布可以分为三个区域:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)、对其填充(Padding)。

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对象在内存中储存的布局

实例数据:无论是从父类继承下来的,还是在子类中定义好的,都需要记录起来,这部分的储存顺序会受到虚拟机的分配策略参数字段在Java源码中定义的顺序影响。

HotSpot虚拟机的默认分配策略为 longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、opps(Ordinary Object Pointers)。相同宽度的字段会分配在一起,父类中定义的变量会出现在子类之前。

对其填充:由于HotSpot虚拟机要求对象的其实地址必须是8字节的整数倍,对象头恰好是8字节的整数倍,因此当实例数据部分没有对齐时,就需要对齐填充来补全。

-2.3 对象的访问定位

建立对象是为了使用对象,我们的Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。由于reference类型在Java虚拟机规范中只规定了一个指向对象的引用,并没有定义这个引用应该通过何种方式去定位,所以访问方式也取决于虚拟机而定。目前主流的定位方式有句柄和直接指针两种。

如果使用句柄方式访问的话,那么java堆中将会划分出一块内存来作为句柄池,reference中储存的就是对象的句柄地址,句柄地址包含了对象实例和类型数据的指针。

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通过句柄访问对象

如果通过直接指针访问,那么Java堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息,而reference中储存的直接就是对象地址

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通过直接指针访问对象

这两种对象访问的方式各有优势:

使用句柄来访问最大的好处就是reference中储存的是稳定的句柄地址,在对象被移动(垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为)时只会改变句柄中的实例指针,而reference本身不需要修改

使用直接指针访问的话最大的好处就是速度快,它节省了一次指针定位的时间开销

HotSpot虚拟机使用的直接指针访问的方式。

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