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三、JVM之对象的创建

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栋先生
发布2018-09-29 16:33:44
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发布2018-09-29 16:33:44
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文章被收录于专栏:Java成长之路Java成长之路

上篇博文中已经介绍过了jvm内存的概况,接下来我们从jvm的角度来重新来认识一下Java对象是如何创建。 Java是一门面向对象的语言,在Java程序运行的时候无时无刻都有对象的产生。在 语言方面 ,创建一个对象仅仅是一个new关键字而已。那么在 虚拟机中 ,对象(仅指普通对象,不包括数组和Class对象等)的创建又是一个怎么样的过程呢?

一、 类加载

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1代表的类是否已经被加载、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。

二、 为新生对象分配内存

接下来将为新生对象分配内存,为对象分配内存空间的任务等同于把一块确定的大小的内存从Java堆中划分出来。

2.1 分配内存的两种方式

指针碰撞:

假设Java堆中内存是绝对规整的,所有用过的内存放在一遍,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,那所分配内存就仅仅是把那个指针指向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离,这个分配方式叫做“指针碰撞” 。

空闲列表:

如果Java堆中的内存并不是规整的,已使用的内存和空闲的内存相互交错,那就没办法简单地进行指针碰撞了,虚拟机就必须维护一个列表,记录上哪些内存块是可用的,在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例,并更新列表上的记录,这种分配方式成为“空闲列表” 。 选择那种分配方式由Java堆是否规整决定,而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。

2.2 多线程情况下如何分配内存

背景知识:

在并发的情况下,即使是仅仅修改一个指针所指向的位置,也并不是线程安全的。可能出现正在给对象A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分配内存的情况。

解决并发分配内存问题的方案:
方案1:

对分配内存空间的动作进行同步处理—实际上虚拟机采用CAS配上失败重试(乐观锁技术)2的方式保证更新操作的原子性(原子性就是指不可再分的操作)。

方案2:

把内存分配动作按照线程划分在不同的空间之中进行,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(Tread Local Allocation Buffer)。那个线程要分配内存,就在哪个线程的TLAB上分配,只有TLAB用完并分配新的TLAB时,才需要同步锁定。 虚拟机是否使用TLAB,可以通过-XX:+/-UseTLAB参数来设定。

三、 初始化内存空间

虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值不包括对象头)。如果使用TLAB,这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。 这一步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用,程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。

四、 设置对象头

接下来,虚拟机将要对对象头 (什么是对象头,可参考:四、Java对象的内存布局) 进行必要的设置。比如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据、对象的哈希码(便于查找对象)3、对象的GC分代年龄(便于垃圾回收)4等信息。 根据虚拟机当前运行状态的不同,如是否启用偏向锁等,对象头会有不同的设置方式。


上面的工作都完成之后,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–方法没有执行,所有的字段还是零。

五、 init

执行new指令后会接着执行方法,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。


  1. JVM中的直接引用和符号引用
  2. 乐观锁的一种实现方式——CAS
  3. Java中hashCode的作用
  4. 聊聊JVM的年轻代
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原始发表:2017年03月20日,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 一、 类加载
  • 二、 为新生对象分配内存
    • 2.1 分配内存的两种方式
      • 指针碰撞:
      • 空闲列表:
    • 2.2 多线程情况下如何分配内存
      • 背景知识:
      • 解决并发分配内存问题的方案:
  • 三、 初始化内存空间
  • 四、 设置对象头
  • 五、 init
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