java面试-深入理解JVM(二)——揭开HotSpot对象创建的奥秘

简介: 对象的创建过程当虚拟机遇到一条含有new的指令时,会进行一系列对象创建的操作:检查常量池中是否有即将要创建的这个对象所属的类的符号引用;若常量池中没有这个类的符号引用,说明这个类还...

对象的创建过程

当虚拟机遇到一条含有new的指令时,会进行一系列对象创建的操作:

  1. 检查常量池中是否有即将要创建的这个对象所属的类的符号引用;

    • 若常量池中没有这个类的符号引用,说明这个类还没有被定义!抛出ClassNotFoundException;
    • 若常量池中有这个类的符号引用,则进行下一步工作;
  2. 进而检查这个符号引用所代表的类是否已经被JVM加载;

    • 若该类还没有被加载,就找该类的class文件,并加载进方法区;
    • 若该类已经被JVM加载,则准备为对象分配内存;
  3. 根据方法区中该类的信息确定该类所需的内存大小; 
    一个对象所需的内存大小是在这个对象所属类被定义完就能确定的!且一个类所生产的所有对象的内存大小是一样的!JVM在一个类被加载进方法区的时候就知道该类生产的每一个对象所需要的内存大小。

  4. 从堆中划分一块对应大小的内存空间给新的对象; 
    分配堆中内存有两种方式:

    • 指针碰撞 
      如果JVM的垃圾收集器采用复制算法或标记-整理算法,那么堆中空闲内存是完整的区域,并且空闲内存和已使用内存之间由一个指针标记。那么当为一个对象分配内存时,只需移动指针即可。因此,这种在完整空闲区域上通过移动指针来分配内存的方式就叫做“指针碰撞”。
    • 空闲列表 
      如果JVM的垃圾收集器采用标记-清除算法,那么堆中空闲区域和已使用区域交错,因此需要用一张“空闲列表”来记录堆中哪些区域是空闲区域,从而在创建对象的时候根据这张“空闲列表”找到空闲区域,并分配内存。 
      综上所述:JVM究竟采用哪种内存分配方法,取决于它使用了何种垃圾收集器。
  5. 为对象中的成员变量赋上初始值(默认初始化);

  6. 设置对象头中的信息;

  7. 调用对象的构造函数进行初始化 
    此时,整个对象的创建过程就完成了。


对象的内存模型

一个对象从逻辑角度看,它由成员变量和成员函数构成,从物理角度来看,对象是存储在堆中的一串二进制数,这串二进制数的组织结构如下。

对象在内存中分为三个部分:

  1. 对象头
  2. 实例数据
  3. 对齐补充

1. 对象头

对象头中记录了对象在运行过程中所需要使用的一些数据: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。

此外,对象头中可能还包含类型指针。通过该指针能确定这个对象所属哪个类。

此外,如果对象是一个数组,那么对象头中还要包含数组长度。


2. 实例数据

实力数据部分就是成员变量的值,其中包含父类的成员变量和本类的成员变量。


3. 对齐补充

用于确保对象的总长度为8字节的整数倍。 
HotSpot要求对象的总长度必须是8字节的整数倍。由于对象头一定是8字节的整数倍,但实例数据部分的长度是任意的,因此需要对齐补充字段确保整个对象的总长度为8的整数倍。


访问对象的过程

我们知道,引用类型的变量中存放的是一个地址,那么根据地址类型的不同,对象有不同的访问方式:

  1. 句柄访问方式 
    堆中需要有一块叫做“句柄池”的内存空间,用于存放所有对象的地址和所有对象所属类的类信息。 
    引用类型的变量存放的是该对象在句柄池中的地址。访问对象时,首先需要通过引用类型的变量找到该对象的句柄,然后根据句柄中对象的地址再访问对象。

  2. 直接指针访问方式 
    引用类型的变量直接存放对象的地址,从而不需要句柄池,通过引用能够直接访问对象。 
    但对象所在的内存空间中需要额外的策略存储对象所属的类信息的地址。


比较

HotSpot采用直接指针方式访问对象,因为它只需一次寻址操作,从而性能比句柄访问方式快一倍。但它需要额外的策略存储对象在方法区中类信息的地址。

相关文章
|
7月前
|
设计模式 网络协议 数据可视化
Java 设计模式之状态模式:让对象的行为随状态优雅变化
状态模式通过封装对象的状态,使行为随状态变化而改变。以订单为例,将待支付、已支付等状态独立成类,消除冗长条件判断,提升代码可维护性与扩展性,适用于状态多、转换复杂的场景。
917 157
|
9月前
|
缓存 安全 Java
Java反射机制:动态操作类与对象
Java反射机制是运行时动态操作类与对象的强大工具,支持获取类信息、动态创建实例、调用方法、访问字段等。它在框架开发、依赖注入、动态代理等方面有广泛应用,但也存在性能开销和安全风险。本文详解反射核心API、实战案例及性能优化策略,助你掌握Java动态编程精髓。
|
9月前
|
存储 人工智能 JavaScript
Java从作用域到对象高级应用​
本内容详细讲解了JavaScript中的作用域类型(函数作用域、块作用域、全局作用域)、作用域链、垃圾回收机制、闭包、变量提升、函数参数、数组方法、内置构造函数、对象高级知识、原型链、对象赋值、深浅拷贝、递归、异常处理及this指向等内容,全面覆盖JS核心概念与编程技巧。
101 0
|
11月前
|
Java 数据库连接 API
Java 对象模型现代化实践 基于 Spring Boot 与 MyBatis Plus 的实现方案深度解析
本文介绍了基于Spring Boot与MyBatis-Plus的Java对象模型现代化实践方案。采用Spring Boot 3.1.2作为基础框架,结合MyBatis-Plus 3.5.3.1进行数据访问层实现,使用Lombok简化PO对象,MapStruct处理对象转换。文章详细讲解了数据库设计、PO对象实现、DAO层构建、业务逻辑封装以及DTO/VO转换等核心环节,提供了一个完整的现代化Java对象模型实现案例。通过分层设计和对象转换,实现了业务逻辑与数据访问的解耦,提高了代码的可维护性和扩展性。
407 1
|
11月前
|
前端开发 Java 数据库连接
java bo 对象详解_全面解析 java 中 PO,VO,DAO,BO,POJO 及 DTO 等几种对象类型
Java开发中常见的六大对象模型(PO、VO、DAO、BO、POJO、DTO)各有侧重,共同构建企业级应用架构。PO对应数据库表结构,VO专为前端展示设计,DAO封装数据访问逻辑,BO处理业务逻辑,POJO是简单的Java对象,DTO用于层间数据传输。它们在三层架构中协作:表现层使用VO,业务层通过BO调用DAO处理PO,DTO作为数据传输媒介。通过在线商城的用户管理模块示例,展示了各对象的具体应用。最佳实践包括保持分层清晰、使用工具类转换对象,并避免过度设计带来的类膨胀。理解这些对象模型的区别与联系。
860 0
|
10月前
|
存储 Java
Java对象的内存布局
在HotSpot虚拟机中,Java对象的内存布局分为三部分:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)。对象头包含Mark Word、Class对象指针及数组长度;实例数据存储对象的实际字段内容;对齐填充用于确保对象大小为8字节的整数倍。
192 0
|
12月前
|
Java
深入JavaSE:详解Java对象的比较。
总的来说,Java对象的比较就像海洋生物的比较,有外在的,有内在的,有面对所有情况的,也有针对特殊情况的。理解并掌握这些比较方式,就能更好地驾驭Java的世界,游刃有余地操作Java对象。
499 12
|
12月前
|
Arthas 监控 Java
Arthas vmtool(从 jvm 里查询对象,执行 forceGc)
Arthas vmtool(从 jvm 里查询对象,执行 forceGc)
778 16
|
编解码 JavaScript 前端开发
【Java进阶】详解JavaScript的BOM(浏览器对象模型)
总的来说,BOM提供了一种方式来与浏览器进行交互。通过BOM,你可以操作窗口、获取URL、操作历史、访问HTML文档、获取浏览器信息和屏幕信息等。虽然BOM并没有正式的标准,但大多数现代浏览器都实现了相似的功能,因此,你可以放心地在你的JavaScript代码中使用BOM。
365 23
|
Java 数据安全/隐私保护
Java 类和对象
本文介绍了Java编程中类和对象的基础知识,作为面向对象编程(OOP)的核心概念。类是对象的蓝图,定义实体类型;对象是具体实例,包含状态和行为。通过示例展示了如何创建表示汽车的类及其实例,并说明了构造函数、字段和方法的作用。同时,文章还探讨了访问修饰符的使用,强调封装的重要性,如通过getter和setter控制字段访问。最后总结了类与对象的关系及其在Java中的应用,并建议进一步学习继承等概念。
278 1