Java对象相关知识

目前正在读《深入理解Java虚拟机》这本书，此篇是根据这本书的内容进行整理。

1.对象的创建 

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。

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；如果没有，那必须先执行相应的类加载过程；

在类加载检查通过后，虚拟机将为新生对象分配内存。

对象所需内存大小在类加载完成后便可完全确定，为对象分配内存空间的任务等同于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。假设Java堆中内存是绝对规整的，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向空闲空间挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式成为“指针碰撞”(Bump the Point)。

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是相互交错的，那就没有办法进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护一个表，记录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，这种分配方式称为“空闲列表”（Free List）。

2.对象的内存布局

对象在内存中存储的布局可用分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）、对齐填充（Padding）。

对象头：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、线程持有的锁等。另外一部分是类型指针，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。

实例数据：对象真正存储的有效信息，也是程序代码中所定义的各种类型的字段内容。

对齐填充：对齐填充并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpot VM 的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，也就是对象的大小必须是8字节的整数倍。对象头部分正好是8字节的整数倍，当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。

3.对象的访问定位

Java对象需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。

句柄：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。（以下图片来自百度图片）

直接指针： reference中存储的直接就是对象地址。（以下图片来自百度图片）

区别：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。使用直接指针访问方式的最大好处就是速度更快，它节省了一次指针定位的时间开销。