对象的创建

Java 是一门面向对象的编程语言，创建对象通常只是通过 new关键字创建。

对象创建过程

当虚拟机遇到一个字节码 new指令的时候，首先去检查这个指令的参数是否能够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被虚拟机类加载器加载。如果没有，必须先执行类加载的流程。

在类的检查通过过后，接下来虚拟机就会为新生成对象分配内存。对象所需要的内存大小在类加载的时候决定。（对象内存分配后面将有独立的一小段讲解）。

内存分配完成后，虚拟机会将这块分配到的内存空间（不包括对象头）都初始化为零值，就是将这块内存空间进清理和初始化。

接下来虚拟机还需要进行对象进行初始化设置，比如元数据（对象是那个类的实例）、对象的哈希编码、对象的 GC 分代年龄、偏向锁状态等信息这些信息都用于存放到对象头（Object Header）中。

完成上述流程，其实已经完成了虚拟机中内存的创建，但是我们在 Java 执行 new创建对象的角度才刚刚开始，我们还需要调用构造方法初始化对象（可能还需要在此前后调用父类的构造方法、初始化块等）。

进行 Java 对象的初始化。即在 .class 的角度是调用 <init>()方法。如果构造方法中还有调用别的方法，那么别的方法也会被执行，当构造方法内的所有关联的方法都执行完毕后，才真正算是完成了 Java 对象的创建。

对象内存分配

对象内存分配过程如下图所示：

为对象分配空间的任务实质上是从 Jvm 的内存区域中，指定一块确定大小的内存快给 Java 对象。（默认是在堆上分配）。

指针碰撞

假设 Java 堆中内存是绝对规整的，所有使用过的内存都被放在一边，没有使用过的内存放在了另外一边。中间放着一个指针用来表示他们的分界点。那所分配的内存仅仅是把那个指针向空闲的方向挪动一段与Java对象大小相等的距离，这种分配方式叫做 “指针碰撞”（Dump The Pointer)

空闲列表

但是如果 Java 堆中内存并不是规整的，已经使用的内存块，和空闲的内存块相互交错在一起，那就没有办法简单的进行指针碰撞了，虚拟机必须维护一个可用内存区域列表。 记录那些内存块是可以使用的。在对象内存分配的时候就从列表中去找到一块足够大的内存空间划分给实例对象，并且更新列表上的记录。这种分配方式叫做 “空闲列表”（Free List）.

内存分配方式选择

什么时候使用指针碰撞，什么时候才用空闲列表？选择哪一种分配方式是由 Java 堆是否规整决定的，而 Java 堆是否规整又是由所采用的垃圾回收器是否有空间整理（Compact）的能力决定。

• 当使用 Serial 、ParNew 等带指针压缩整理过程的收集器时，系统采用的分配算法是指针碰撞，既简单，又高效。

• 当采用 CMS 基于清除（Sweep）算法的收集器时，理论上只能采用复杂的空闲列表来分配内存。

并发内存分配方案

对象频繁分配的过程中，即使只修改一个指针所指向的位置，但是在并发的情况下也不是线程安全的，可能出现正在给 A 对象分配内存，指针还没有来得及修改，对象 B 又同时使用来原来的指针进行内分配的情况。解决这个问题有两种可选的方案：

• 一种是对内存分配空间的动作进行同步处理-实际上虚拟机是采用CAS  + 失败重试的方式来保证更新操作的原子性。

• 另外一种就是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，称为本地线程分配缓冲（Thred Local Allocation Buffer, TLAB）, 那个线程要分配内存，就在那个线程分配内存，就在那个线程的本地缓冲中分配，只有本地缓冲用完了，分配新的缓冲区时才需要同步锁定，虚拟机是否使用 TLAB，可以通过 -XX:+/-UseTLAB参数设置。

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）。下图是普通对象实例与数组对象实例的数据结构：