JVM对象创建与内存分配机制

JVM对象创建过程

类加载检查

• 虚拟机遇到一条new指令时，首先会去检查这个指令的参数是否能在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被加载、解析和初始化过，如果没有，就必须先执行对应的类加载过程；
• new指令对应到语言层面就是new关键词、对象克隆、对象序列化等。

分配内存

• 在类加载检查通过后，虚拟机会给新的对象分配内存。对象所需内存的大小在类加载完成后就可以完全确定，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；
• 这里有两个问题
• 如何划分内存？
• 在并发的情况下，可能出现正在给对象A分配内存，指针还没来得及修改，对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况。
• 划分内存的方法
• “指针碰撞”（Bump the Pointer）【默认使用指针碰撞】　　
• 如果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指向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离。
• “空闲列表”（Free List）
• 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。
• 解决并发问题的方法
• CAS（compare and swap）
• 虚拟机采用CAS+失败重试的方式保证更新操作的原子性来对分配内存空间的动作进行同步处理。
• 本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）
• 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，通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定虚拟机是否使用TLAB【JVM会默认开启-XX:+UseTLAB】，-XX:TLABSize指定TLAB大小。

初始化

• 内存分配完成之后，虚拟机需要把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，这个工作过程也可以提前到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。

设置对象头

• 初始化零值之后，虚拟机要对对象进行必要的设置，比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，这些信息都存放在对象的对象头Object Header中。
• 在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。
• HotSpot虚拟机的对象头包括两部分信息，第一部分用于存储对象自身的运行时数据，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；另一部分是类型指针，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。

 执行<init>方法

• 就是把初始化的默认值赋值为真正的值。

 感谢图灵学院的诸葛老师！！