JVM视角看对象创建

从jvm处理对象的流程来看，大概分成三步骤：1.如何创建。2.什么是最佳存储模型。3.如何访问。本文将按照这三个流程进行讲解。

一、对象的创建过程

1. 拿到内存创建指令

当虚拟机遇到内存创建的指令的时候（new 类名），来到了方法区，找 根据new的参数在常量池中定位一个类的符号引用。

2. 检查符号引用

检查该符号引用有没有被加载、解析和初始化过，如果没有则执行类加载过程，否则直接准备为新的对象分配内存

3. 分配内存

虚拟机为对象分配内存（堆）分配内存分为指针碰撞和空闲列表两种方式；分配内存还要要保证并发安全，有两种方式。

3.1. 指针碰撞

所有的存储空间分为两部分，一部分是空闲，一部分是占用，需要分配空间的时候，只需要计算指针移动的长度即可。

3.2. 空闲列表

虚拟机维护了一个空闲列表，需要分配空间的时候去查该空闲列表进行分配并对空闲列表做更新。

可以看出，内存分配方式是由java堆是否规整决定的，java堆的规整是由垃圾回收机制来决定的

3.2.5 安全性问题的思考

假如分配内存策略是指针碰撞，如果在高并发情况下，多个对象需要分配内存，如果不做处理，肯定会出现线程安全问题，导致一些对象分配不到空间等。

下面是解决方案：

3.3 线程同步策略

也就是每个线程都进行同步，防止出现线程安全。

3.4. 本地线程分配缓冲

也称TLAB（Thread Local Allocation Buffer），在堆中为每一个线程分配一小块独立的内存，这样以来就不存并发问题了，Java 层面与之对应的是 ThreadLocal 类的实现

4. 初始化

1. 分配完内存后要对对象的头（Object Header）进行初始化，这新信息包括：该对象对应类的元数据、该对象的GC代、对象的哈希码。
2. 抽象数据类型默认初始化为null，基本数据类型为0，布尔为false。。。

5. 调用对象的初始化方法

也就是执行构造方法。

二、对象的内存模型

头信息

在对象头中有两类信息：标志信息（Mark Word）和类型指针（Kclass Pointer）
1. 标识信息用来存放对象一些固有属性的状态，这些属性从对象创建就有，而不是 Java 的使用者定义的：
* 哈希码：对象的唯一标识符
* 对象的分代年龄：与垃圾回收有关
* 线程持有的锁
* 锁的状态
* 偏向线程 ID、偏向时间戳
* 数组长度：如果该对象是数组，会有数组长度信息

1. 类型指针是指向方法区中类元信息的指针。

实例信息（instanceData）

实例的信息存放的是一些对 Java 使用者真正有效的信息，也就是类中定义的各个字段，其中还包括从父类继承的字段。hotspot把相同宽度的类型分配在一起。

内存的对齐填充（Padding）

对其填充这段内存段存在与否取决于前面两部分的长度，为了保证对象内存模型的长度为 8 字节的整数倍，这也是虚拟机自动内存管理的要求（对象起始地址必须是8的整数倍）。

三、对象的访问定位

对象创建起来之后，就会在虚拟机栈中维护一个本地变量表，用于存储基础类型和基础类型的值，引用类型与引用类型的值。
其中引用类型的值就是堆中对象地址。如何引用堆中地址有两种方式：
* 句柄：在堆中维护一个句柄池，句柄中包含了对象地址，当对象改变的时候，只需改变句柄，不需要改变栈中本地变量表的引用
* 直接指针：对象的地址直接存储在栈中，这样做的好处就是访问速度变快（Hotspot采用该方式）