JVM对象的创建、内存布局、访问

对象的创建、内存布局、访问

  这里会深入探讨HotSpot虚拟机在Java堆中的对象分配、布局和访问的全过程。

一.对象的创建

  虚拟机遇到一条new指令时，首先将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，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。

  内存分配完成之后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值。

  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。

  在上面工作完成之后，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——方法还没有执行，所有的字段都还为零。所以，一般来说，执行new指令之后会接着执行方法，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。

二.对象的内存布局

  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、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。对象头的另一部分是类型指针，即对象指向他的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。

  接下来的实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的，都需要记录起来，这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数和字段在java源码中定义顺序的影响。

  第三部分对齐填充并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。

三.对象的访问

  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、访问堆中的对象的具体位置，所以对象访问方式也是取决于虚拟机实现而定的。目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。

以Object obj = new Object（）为例 

1.Object obj这部分将映射到java栈的本地变量表中，作为reference类型数据出现。 

2.new Object（）这部分的语义将会反映到java堆中，形成一个存储了Object类型所有势力数据值的结构化内存。 

3.另外，在java堆中还必须包含能查找到此对象类型数据（如对象类型、父类、实现的接口、方法等）的地址信息，这些类型数据则存储在方法区中。也就是类的信息。 

如何通过栈中的reference类型数据访问到堆中的对应数据呢？主流的访问方式有两种：使用句柄和直接指针。

1.使用句柄

2.使用指针访问