java基礎(chǔ)教學(xué)專欄介紹JVM建立物件及存取定位的過(guò)程
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1、物件的建立
- 虛擬機(jī)器接收到new指令時(shí)，檢查這個(gè)指令能否在常數(shù)池中定位到一個(gè)類別的符號(hào)引用，並且檢查這個(gè)符號(hào)引用代表的類別是否已被載入、解析和初始化。如果都沒(méi)有，先執(zhí)行類別載入過(guò)程。
- 在類別載入通過(guò)後，虛擬機(jī)器為新物件分配記憶體（把一塊確定大小的記憶體從Java堆中劃分出來(lái)），記憶體大小在類別載入完成後即可完全確定。
- 兩種分配方式：
- (1)：指標(biāo)碰撞：假設(shè)Java堆中記憶體是絕對(duì)規(guī)則的，即使用過(guò)的內(nèi)存在一邊，空閒的內(nèi)部存在另外一邊，中間放著一個(gè)指針作為指示器，透過(guò)移動(dòng)指針實(shí)現(xiàn)記憶體分配。
- (2)：空閒列表：如果Java堆中的記憶體並不是規(guī)則的，即已使用的記憶體和空閒的記憶體相互交錯(cuò)，虛擬機(jī)就必須維護(hù)一個(gè)列表，記錄哪些記憶體區(qū)塊是可用的，透過(guò)從列表中尋找空間劃分給物件實(shí)例來(lái)分配記憶體。
- Java堆疊是否規(guī)則地由所採(cǎi)用的垃圾收集器是否有壓縮整理功能決定。
- 在虛擬機(jī)器中創(chuàng)建物件不是線程安全的行為，可能出現(xiàn)在給物件A分配內(nèi)存，指針還來(lái)不及修改，而物件B又使用了原來(lái)的指針來(lái)分配內(nèi)存。有兩種解決方案：
- (1)：對(duì)分配記憶體空間的動(dòng)作進(jìn)行同步處理，實(shí)際上虛擬機(jī)器採(cǎi)用CAS配上失敗重試的方式保證更新操作的原子性；
- (2)：把記憶體分配的動(dòng)作按照線程劃分在不同的空間中進(jìn)行，即每個(gè)線程在Java堆中預(yù)先分配一小塊內(nèi)存，稱為本地線程分配緩衝(Thread Loal Allocation Buffer,TLAB) 。
- 記憶體分配完成後，需要將分配到的記憶體空間都初始化為零值，保證物件的實(shí)例欄位在Java程式碼中可以不賦初始值就可以直接使用，程式能存取這些欄位的資料類型對(duì)應(yīng)的零值。
- 設(shè)定對(duì)象，把對(duì)像是哪個(gè)類的實(shí)例，如何才能找到類別的元資料訊息，對(duì)象的哈希碼，對(duì)象的GC分代年齡等存放在對(duì)象頭。
2. 物件的記憶體佈局：物件在記憶體中儲(chǔ)存的佈局可以分為3塊：物件頭（Header）、實(shí)例資料（Instance Data）、對(duì)齊填充（Padding）。物件頭，包括兩部分資訊：
(1)：儲(chǔ)存物件本身的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)，如雜湊碼、GC分代年齡、鎖定狀態(tài)標(biāo)誌、執(zhí)行緒持有的鎖、偏向線程ID、偏向時(shí)間戳記等，這部分資料的長(zhǎng)度在32位元和64位元的虛擬機(jī)器中分別為32bit和64bit，官方稱為Mark Word（非固定的資料結(jié)構(gòu)，根據(jù)物件的狀態(tài)復(fù)用自己的存儲(chǔ)空間）。
(2)：類型指針，也就是指向物件的類別元資料的指針，虛擬機(jī)器透過(guò)這個(gè)指針來(lái)決定這個(gè)物件是哪個(gè)類別的實(shí)例。
- 實(shí)例資料：物件真正儲(chǔ)存的有效訊息，即程式碼中所定義的各種類型的欄位內(nèi)容。無(wú)論是從父類別繼承下來(lái)的，或是子類別自己定義的，都需要記錄。
- 對(duì)齊填充：不是必然存在，起著佔(zhàn)位符的作用，由於HotSpot VM要求對(duì)象的大小必須是8字節(jié)的整數(shù)倍，而對(duì)象頭部分正好是8字節(jié)的整數(shù)倍，因此當(dāng)實(shí)例資料沒(méi)有對(duì)齊時(shí)，透過(guò)對(duì)齊填充來(lái)補(bǔ)全。
3. 物件的存取定位：Java透過(guò)堆疊上的reference資料（局部變數(shù)表中的物件參考）來(lái)操作堆疊上的具體對(duì)象，reference只規(guī)定了指向物件的引用，沒(méi)有定義怎麼去定位，訪問(wèn)堆中的物件的位置。對(duì)象訪問(wèn)方式由迅疾實(shí)現(xiàn)。
(1)：句柄存?。篔ava堆會(huì)分割出一塊記憶體作為句柄池，reference儲(chǔ)存的就是物件的句柄位址，句柄包含了物件實(shí)例資料和類型資料各自的位址資訊。 
優(yōu)勢(shì)：reference中儲(chǔ)存的是穩(wěn)定的句柄位址，物件移動(dòng)時(shí)只會(huì)改變句柄中的實(shí)例資料指針，不改變r(jià)eference。
(2)：直接指標(biāo)：reference中儲(chǔ)存的直接就是物件位址，Java堆中放置存取物件類型資料（存放在方法區(qū)）的位址。 
優(yōu)勢(shì)：速度更快，節(jié)省了一次指標(biāo)定位的時(shí)間開銷，HotSpot是使用直接指標(biāo)存取。
以上是詳解JVM建立物件及存取定位過(guò)程的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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