深入理解JVM——hotspot虚拟机对象探秘

时间:2023-01-02 11:40:49

一、对象的创建

       在语言层面上,Java创建对象仅仅是使用new关键字而已。而在虚拟机中,当虚拟机遇到new关键字时,它会首先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代表的类是否已经被加载、解析和初始化过。如果没有,那就必须执行类加载过程。在类加载通过之后,虚拟机将会为新生对象分配内存。对象所需的内存在类加载完成后就能完全确定。分配内存的方法有两种方式—指针碰撞空闲列表,如果Java堆是规整的,则采用前者。否则,就采用后者。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。

二、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分为三个区域:对象头、实例数据和对齐填充。

       对象头包括两部分信息,第一部分用于存储对象自身的运行时数据(如哈希码、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),另一部分是类型指针,即对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。另外,如果对象是一个Java数组,那对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据,这是因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小,但是从数组的元数据中却无法确定数组的大小。

三、对象的访问定位

      建立对象的目的是为了使用对象,我们的Java程序需要通过栈上的引用(reference)数据来操作堆上的具体对象。目前主流的访问方式有两种—使用句柄直接指针

  • 如果使用句柄访问的话,那么Java堆中将会划分出一块内存来作为句柄池,reference中存储的就是对象对象的句柄地址,而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。

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  • 如果使用直接指针访问,那么Java堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息,而reference中存储的就是对象地址。

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      各自的优势:

      使用句柄来访问的最大好处就是reference中存储的是稳定的句柄地址,在对象被移动(垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为)时只会改变句柄中的实例数据指针,而reference本身不需要修改。而使用直接指针访问的最大好处是速度更快,它节省了一次指针定位的时间开销,由于对象的访问在Java中非常频繁,因此这类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成本。