玩转JVM中的对象及引用②：对象的内存布局及访问

一、对象的内存布局

问：在 Java 对象创建后，到底是如何被存储在Java内存里的呢？

答：在Java虚拟机（HotSpot）中，对象在 Java 内存中的 存储布局 可分为三块：

• 对象头 存储区域
• 实例数据 存储区域
• 对齐填充 存储区域

①对象头 区域

此处存储的信息包括两部分：

• 对象自身的运行时数据（Mark Word）

如哈希码（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

该部分数据被设计成1个 非固定的数据结构 以便在极小的空间存储尽量多的信息（会根据对象状态复用存储空间）

• 对象类型指针

即对象指向它的类元数据的指针

虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例

特别注意

如果对象是数组，那么在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据！

因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定对象的大小，但是从数组的元数据中却无法确定数组的大小。

②实例数据 区域

存储的信息：对象真正有效的信息

即代码中定义的字段内容

注：这部分数据的存储顺序会受到虚拟机分配参数（FieldAllocationStyle）和字段在Java源码中定义顺序的影响。

// HotSpot虚拟机默认的分配策略如下：
longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oop(Ordinary Object Pointers)
// 从分配策略中可以看出，相同宽度的字段总是被分配到一起
// 在满足这个前提的条件下，父类中定义的变量会出现在子类之前
CompactFields = true；
// 如果 CompactFields 参数值为true，那么子类之中较窄的变量也可能会插入到父类变量的空隙之中。

③对齐填充 区域

存储的信息：占位符

占位作用

因为对象的大小必须是8字节的整数倍，而因HotSpot VM的要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，且对象头部分正好是8字节的倍数。

因此，当对象实例数据部分没有对齐时（即对象的大小不是8字节的整数倍），就需要通过对齐填充来补全。

总结

二、对象的访问定位

问：建立对象后，该如何访问对象呢？

实际上需访问的是 对象类型数据 & 对象实例数据

答：Java程序 通过 栈上的引用类型数据（reference） 来访问Java堆上的对象

由于引用类型数据（reference）在 Java虚拟机中只规定了一个指向对象的引用，但没定义该引用应该通过何种方式去定位、访问堆中的对象的具体位置

所以对象访问方式取决于虚拟机实现。目前主流的对象访问方式有两种：

• 句柄 访问
• 直接指针 访问

具体请看如下介绍：