《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践》读书笔记（二）

HotSpot虚拟机对象探秘

对象的创建

在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需内存的大小在类加载完成后便可以完全确定。

假设当Java堆中内存时绝对规则的，即所有用过的内存放在一边，空闲的在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器。那么分配内存就是把指针向空闲区域挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式成为“指针碰撞”。

当Java堆中的内存并不是规则的，已使用的内存和空闲的内存相互交错，虚拟机就必须维护一个列表，记录上那些内存块是可用的。在分配时，从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新表上的记录，这种分配方式称为“空闲列表”。

选择哪种分配方式由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。因此，在使用Serial、ParNew等带Compact过程的收集器时，系统采用的分配算法是指针碰撞，而使用CMS这种基于Mark-Sweep算法的收集器时，通常采用空闲列表。

虚拟机如何解决在并发情况下频繁创建对象带来的线程不安全问题？

解决这个问题有两种方案，一种是分配内存空间的动作进行同步处理——实际上虚拟机采用CAS（注）配上失败重试的方式保证更新操作的原子性；另一种是把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程缓冲（TLAB）。哪个线程要分配内存，就在哪个线程的TLAB上分配，只有TLAB用完并分配新的TLAB时，才需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX：+/-UseTLAB参数来设定。

注：CAS，Compare and Swap即比较并替换，设计并发算法时常用到的一种技术。CAS有三个操作数：内存值V、旧的预期值A、要修改的值B，当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值修改为B并返回true，否则什么都不做并返回false。

CAS的内容和底层原理推荐博文：http://blog.csdn.net/hsuxu/article/details/9467651

和 http://www.jianshu.com/p/fb6e91b013cc

内存分配完毕后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），如果使用TLAB，这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。这一步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。

接下来，虚拟机要对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的GC分代年龄等信息。这些信息存放在对象的对象头（Object Header）之中。根据虚拟机当前的运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。关于对象头的具体内容，稍后再做详细介绍。

在上面工作都完成之后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了，但从Java程序的视角来看，对象创建才刚刚开始——＜init＞方法还没有执行，所有的字段都还为零。所以，一般来说（由字节码中是否跟随invokespecial指令所决定），执行new指令之后会接着执行＜init＞方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。