Java对象创建、分配、布局、访问小析(HotSpot虚拟机)(一)

简介: 本文内容总结自周志明先生所编著的《深入理解Java虚拟机-JVM高级特性与最佳实践》此书的经典不必多说。本节内容是对象的创建.、分配的内容。 对象的创建 java对象的创建有几种方式呢(这里所说的java对象仅限于普通java对象不包含数据和Class对象)?大致有以下四种方式: new关键字。这应该是我们最常见和最常用最简单的创建对象的方式。使用newInstance方法

本文内容总结自周志明先生所编著的《深入理解Java虚拟机-JVM高级特性与最佳实践》此书的经典不必多说。本节内容是对象的创建.、分配的内容。

对象的创建

java对象的创建有几种方式呢(这里所说的java对象仅限于普通java对象不包含数据和Class对象)?大致有以下四种方式:
  1. new关键字。这应该是我们最常见和最常用最简单的创建对象的方式。
  2. 使用newInstance方法。这里包括Class的newInstance方法和Constructor的newInstance方法(Class的newInstance方法最终调用的也是Constructor的newInstance方法)。
  3. 使用clone方法。要使用clone方法我们必须实现实现Cloneable接口,用clone方法创建对象并不会调用任何构造函数。即我们所说的浅copy
  4. 反序列化。要实现反序列化我们需要让我们的类实现Serializable接口。当我们序列化和反序列化一个对象,JVM会给我们创建一个单独的对象,在反序列化时,JVM创建对象并不会调用任何构造函数。即我们所说的深Copy
上面的四种创建对象的方法除了第一种使用new指令之外,其他三种都是使用invokespecial(构造函数的直接调用)。这里我们只说new创建对象的方式,关于invokespecial心急的同学可以看一下 http://wensiqun.iteye.com/blog/1125503。下面我们来看看当虚拟机遇到new指令的时候发生了什么事。
java虚拟机规范中规定了几种类初始化的几种条件,其中就有遇到new指令的时候(在虚拟机的生命周期中,一个类只会在一个类加载器初始化一次)。所以当虚拟机遇到一条new指令的时候首先会检查这个类有没有被初始化过,如果没有则首先进行类的初始化的操作。这个检查是怎么进行的呢?虚拟机会去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个相应的符号引用(关于符号引用的内容可以看一下R大的回答 https://www.zhihu.com/question/30300585?sort=created ) ,然后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。

分配内存

当上面的检查通过之后,虚拟机就会为新生对象分配内存了。这里需要注意的是: 对象所需内存的大小在类加载完成后便可以完全确定了。既然对象所需的内存大小可以确定了,那为对象分配内存空间就相当于从java堆中找一份相应大小的内存空间了。由于不同的虚拟机所采用的垃圾收集算法不同,或者相同的虚拟机根据不同的配置所采用不同的垃圾收集算法,所以会导致jvm中的内存可能是规整(有一块连续的内存空间)或者不规整(内存一个碎块一个碎块的)(使用Serial、ParNew等带Compact过程的收集器时,java内存是相对规整的,使用CMS这种基于Mark-Sweep算法的收集器时,java内存是相对不规整的。这一部分的内容参考垃圾收集器)。对于内存规整的,对象内存分配方式为“指针碰撞”,对于不规整的内存,对象内存分配方式为空闲列表方法。

指针碰撞

由于java堆中的内存是绝对规整(具体的参看标记压缩的垃圾回收机制)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,那所分配的内存就仅仅是把那个指针指向空闲空间那边,然后挪动一段与对象大小相等的距离。

空闲列表

由于java堆中的内存是不规整的(具体的参看标记清除的垃圾回收机制)的,正在使用的内存和空闲的内存是交织在一起的,这个时候虚拟机会维护一个列表,在这个列表中会记录那些内存块是可以使用的,所在在分配内存的时候,只需要从列表中找到一块足够大的空间划分给对象就行了。
上面说的是两种为对象分配内存的方式,你以为有这两种内存分配方式就行了吗?图样图森破。只要做过项目的人都知道,对象的创建时多么频繁的一件事,所以这么频繁的创建对象就会产生线程安全的问题。有可能我现在正在给A对象分配内存,指针还没来得及修改,对象B又同时使用了原来的指针来进行内存分配。所以这个时候就需要考虑线程安全的问题了。jvm解决这个问题有两种方式,一种方式是使用CAS算法,另一种是使用 TLAB(Thread Local Allocation Buffer 本地线程分配缓冲)。即,把内存的分配动作按照线程划分在不同的空间之中进行,也就是每个线程在Java堆中预先分配一小块内存。哪个线程需要分配内存,就在哪个线程的TLAB上分配。

在内存分配完成之后,需要做的一件事是为属性赋初始值。然后虚拟机会对对象进行一些必要的设置,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,这些信息就存放在对象头中。对象头就是我们下节所要讨论的内容。

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。
956 157
|
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。
109 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。
434 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。
891 1
|
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。
202 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。
553 12
|
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。
379 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。
288 1
|
设计模式 缓存 Java
重学Java基础篇—Java对象创建的7种核心方式详解
本文全面解析了Java中对象的创建方式,涵盖基础到高级技术。包括`new关键字`直接实例化、反射机制动态创建、克隆与反序列化复用对象,以及工厂方法和建造者模式等设计模式的应用。同时探讨了Spring IOC容器等框架级创建方式,并对比各类方法的适用场景与优缺点。此外,还深入分析了动态代理、Unsafe类等扩展知识及注意事项。最后总结最佳实践,建议根据业务需求选择合适方式,在灵活性与性能间取得平衡。
794 3