JVM 中对象的创建过程

虚拟机遇到一条 new 指令时:根据 new 的参数是否能在常量池中定位到一个类

的符号引用(运行时常量池),如果没有,那必须先执行相应的类加载过程。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完全确定,为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的

内存从 Java 堆中划分出来。真的就这么简单吗?答案并不是,具体的实现是比

较复杂,下面将描述完整的过程。

1 检查加载

先执行相应的类加载过程。如果没有,则进行类加载。

2 分配内存

假如 Java 堆中内存是绝对规整的,所有用过的内存都放在一边,空闲的内存放

在另一边,中间放着一个指针作为分界点的指示器,那所分配内存就仅仅是把那

个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离,这种分配方式称为“指

针碰撞”。

如果 Java 堆中的内存并不是规整的,已使用的内存和空闲的内存相互交错,那

就没有办法简单地进行指针碰撞了,虚拟机就必须维护一个列表,记录上哪些内

存块是可用的,在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例,

并更新列表上的记录,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,比如使用 CMS 这种基于 Mark-Sweep 算法

的收集器时,java 堆中的内存并不是规整的,通常采用空闲列表。

3 内存空间初始化

内存分配完成后,虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值(如 int 值

为 0,boolean 值为 false 等等)。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。

4 设置

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之中。5 对象初始化

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,所有的字段都还为零值。所以,一

般来说,执行 new 指令之后会接着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。

对象的访问定位的两种方式

句柄和直接指针两种方式,

句柄: 如果使用句柄的话,那么 Java 堆中将会划分出一块内存来作为句柄池,reference 中

存储的就是对象的句柄地址,而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信

息;

直接指针: 如果使用直接指针访问,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 中存储的直接就是对象的地址。

HotSpot 中使用直接指针,使用直接指针访问方式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。

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