JAVA內(nèi)存區(qū)域 --（2）對象創(chuàng)建
JVM 在遇到一條 new 指令時，是如何為其分配內(nèi)存空間并初始化的呢？
筆者將流程畫成了一個簡單的流程圖：
這里我們先略過第二步的類加載機(jī)制，主要講述后面 4 個步驟。
下文馬上會拿一節(jié)介紹 JVM 是如何為對象分配內(nèi)存的。
虛擬機(jī)講分配到的空間初始化為零值
保證了對象的實(shí)例字段不賦值的時候訪問到的是自卸字段所對應(yīng)的零值（對象是null）。設(shè)置對象頭
JVM 對對象進(jìn)行必要的設(shè)置，對象是哪個類的實(shí)例，如何才能找到對象的元數(shù)據(jù)信息，對象的 hashCode，對象的 GC 分代年齡等信息，都會存放到對象頭中。具體對象頭的內(nèi)容在下文中會介紹執(zhí)行
<init>方法進(jìn)行初始化步驟。
分配內(nèi)存
確認(rèn)內(nèi)存位置
分配對象的過程中，需要為對象劃分足夠大的內(nèi)存空間，而如何從 Java 堆中找到合適大小的空間，通常用以下兩種方法：
指針碰撞（Bump the Pointer）
保證 Java 堆中內(nèi)存時絕對規(guī)整的，所有用過內(nèi)存和空閑的內(nèi)存各占一邊，中間放著一個指針作為分界點(diǎn)的指示器。而分配內(nèi)存的過程就是將指示指針向空閑空間移動對象大小的距離。空閑列表（Free List）
JVM 維護(hù)一個列表，記錄內(nèi)存塊的使用情況，分配過程則是在列表中找到一塊足夠大的空間分配給對象實(shí)例，并更新表上記錄。
而以上兩種方法由虛擬機(jī)的 Java 堆是否規(guī)整決定，也就是由 GC 算法是否具備壓縮整理的能力決定。
確保線程安全
多個線程在創(chuàng)建對象時，為了保證分配內(nèi)存空間的動作是同步處理的：
CAS 配上失敗重試的方式保證更新操作的原子性
本地線程分配緩沖（Thread Local Allocation Buffer）
每個線程在 Java 堆中預(yù)先分配一小塊內(nèi)存，稱為本地線程分配緩沖（Thread Local Allocation Buffer）。每個線程在各自 TLAB 上分配內(nèi)存。只有在 TLAB 用完之后并分配新的 TLAB 時，才需要同步。
對象的內(nèi)存分布
在 HotSpot 虛擬機(jī)中，對象的內(nèi)存儲存布局可以分為3個區(qū)域： 對象頭（Header）、 實(shí)例數(shù)據(jù)（Instance Data）、 對齊填充（Padding）。
對象頭（Header）
對象頭包含兩部分的信息：
存儲自身的運(yùn)行時數(shù)據(jù)
如 HashCode、GC 分代年齡、鎖狀態(tài)標(biāo)志、線程持有的鎖、偏向線程 ID、偏向時間戳等
這部分?jǐn)?shù)據(jù)在 32 位和 64 位虛擬機(jī)中分別占有 32bit 和 64bit ，官方稱為“Mark Word”。存儲類型指針
即對象指向它的類元數(shù)據(jù)的指針，JVM 通過這個指針來確認(rèn)這個對象是哪個類的實(shí)例。
如果對象是一個 Java 數(shù)組，那在對象頭中還需要一塊用于記錄數(shù)組長度的數(shù)據(jù)。
實(shí)例數(shù)據(jù)（Instance Data）
實(shí)例數(shù)據(jù)部分是對象真正有效的信息，也就是在程序中定義的各種類型的字段內(nèi)容。
這個存儲順序還會受到虛擬機(jī)的分配策略參數(shù)和字段在 Java 源碼中定義順序影響。HotSpot 默認(rèn)的分配策略為 longs / doubles、ints、shouts / chars、bytes / booleans、oops(Ordinary Object Pointers),即把相同大小的字段分配到一起。
對齊填充（Padding）
對齊填充并不是必須存在的，也沒有特別含義，僅僅起到占位符的作用。因?yàn)?HotSpot 的自動內(nèi)存管理系統(tǒng)要求對象的起址位置必須是8字節(jié)的整數(shù)倍。
對象的訪問定位
我們通過棧上的 reference 數(shù)據(jù)來操作堆上的具體對象。目前通過主流的方式 句柄 和 直接指針 去定位、訪問堆中對象的具體位置。
句柄：Java 堆中將劃出一塊內(nèi)存作為句柄池，reference 中存儲的就是對象的句柄地址，而句柄中包含了對象的實(shí)例數(shù)據(jù)地址和類型數(shù)據(jù)的地址。
直接指針訪問：在 Java 堆中對象放置了訪問類型數(shù)據(jù)的相關(guān)地址，而 reference 直接指向?qū)ο髮?shí)例數(shù)據(jù)。
- 使用句柄的優(yōu)勢：
在對象被移動時（GC 中移動時十分普遍的行為），只會改變句柄的實(shí)例數(shù)據(jù)指針，而不會修改 reference 本身。 - 直接訪問的優(yōu)勢：
節(jié)省了一次指針定位的時間開銷，由于對象訪問在 Java（或者說所有面向?qū)ο蟮恼Z言）中是非常頻繁的。HotSpot 使用的就是直接指針訪問。
