參考:
對象創(chuàng)建、布局和訪問：http://www.itdecent.cn/p/ac162726d7de
對象內存分配：http://www.itdecent.cn/p/fa3569127416
一.對象的創(chuàng)建
1.類加載檢查
- 創(chuàng)建對象的指令的參數(shù)是否能在常量池定位到一個類的符號引用
- 這個符號引用代表的類是否已被加載、解析和初始化
2.為對象分配內存
- 對象所需內存大小在類加載完成后已確定，虛擬機將堆中一塊確定大小的內存劃給對象
- 根據(jù)堆中是否規(guī)整有兩種內存分配方式
1）指針碰撞(Bump the pointer)
堆中內存規(guī)整，以指針作為已用內存和空閑內存的分界點。分配內存即將分界指針向空閑空間移動一段與對象大小相等的距離。適用Serial、ParNew等收集器。
2）空閑列表(Free List)
堆中內存不規(guī)整，虛擬機通過維護一張列表確定內存使用情況。分配內存時更新空閑表。適用CMS等基于Mark-Sweep算法的收集器。 - 解決分配內存時并發(fā)的問題
1）時間上同步內存分配動作：CAS + 失敗重試
2）空間上劃分內存分配動作：每個線程在Java堆中預先分配一小塊內存（TLAB 本地線程分配緩沖）。線程只在自己的TLAB上進行內存分配，只有TLAB用完時才進行同步鎖定 - 對象內存分配策略
見后文
3.內存空間初始化
- 虛擬機將對象分配到的內存空間都初始化為零值
- 保證對象可以不賦初始值就直接使用
4.對象設置
虛擬機對對象進行必要設置，將設置信息存入對象的對象頭，如：
- 對象屬于的類
- 對象的哈希碼
- 對象的GC分代年齡
5.init
- 進入對象的init方法，將對象按照程序員的意志初始化
二.對象的內存布局
1.對象 = 對象頭(Header) + 實例數(shù)據(jù)(Instance Data) + 對齊填充(Padding)
2.對象頭(Header)
包括數(shù)據(jù)信息和類型指針兩部分
- 數(shù)據(jù)信息存儲對象自身運行時數(shù)據(jù)
包括 哈希碼/GC分代年齡/鎖狀態(tài)標志/線程持有的鎖/偏向線程ID/偏向時間戳 等
HotSpot虛擬機對象頭 - 類型指針指向對象的類元數(shù)據(jù)
虛擬機據(jù)此確定對象是哪個類的實例
3.實例數(shù)據(jù)(Instance Data)
- 對象真正存儲的有效信息，即代碼定義的各類字段內容，包括繼承的父類字段
- 相同寬度的字段分配到一起，默認分配策略為 longs/doubles,ints,shorts/chars,bytes/booleans,oop
4.對齊填充(Padding)
- 占位符，保證對象的起始地址為8字節(jié)的整數(shù)倍
三.對象的訪問定位
- 對象的訪問方式取決于虛擬機實現(xiàn)，目前主流有使用句柄和直接指針(HotSpot)兩種
1.句柄
- 堆中劃分一塊內存作為句柄池
- 棧中引用存儲的是對象的句柄地址
- 堆中句柄存儲了對象實例數(shù)據(jù)與類型數(shù)據(jù)的具體地址信息
- 優(yōu)點：對象移動時只改變句柄池中的實例數(shù)據(jù)指針，不改變引用中的句柄地址
通過句柄訪問對象
2.直接指針
- 引用中直接存儲對象地址
- 優(yōu)點：節(jié)省一次指針定位的時間開銷，速度更快
HotSpot通過直接指針訪問對象
四.對象內存分配策略
- JVM自動內存管理 = 對象內存分配 + 對象內存回收
- 內存分配規(guī)則細節(jié)取決于當前使用的垃圾收集器組合及虛擬機中與內存相關的參數(shù)設置
- 下述內存分配策略適用于Serial/Serial Old 和 ParNew/Serial Old 收集器組合
1.對象優(yōu)先分配在新生代Eden區(qū)
- 當Eden區(qū)空間不足，虛擬機將發(fā)起一次Minor GC
2.大對象直接進入老年代
- 大對象指需要大量連續(xù)空間的Java對象，如很長的字符串和數(shù)組
- 大對象(尤其是朝生夕滅的大對象)容易導致虛擬機提前觸發(fā)GC以獲取連續(xù)空間
-
-XX:PretenureSizeThreshold參數(shù)
設置大于該值的對象直接分配在老年代，以避免新生代大量內存復制操作
3.長期存活對象進入老年代
- 虛擬機給每個對象定義了一個年齡(Age)計數(shù)器
- 對象在Eden出生并經過Minor GC進入Survivor后，對象年齡為1
- 此后對象在Survivor每經歷一次Minor GC，年齡+1
- 默認對象年齡達到15就將進入老年代，可通過參數(shù) -XX:MaxTenuringThreshold設置
4.動態(tài)對象年齡判定
- 根據(jù)實際內存狀況需要，虛擬機并不一定要求對象年齡達到MaxTenuringThreshold才晉升老年代
- 當 Survivor區(qū)中相同年齡所有對象的大小之和>Survivor空間的一半，>=該年齡的對象將直接進入老年代
5.空間分配擔保
- 空間分配擔保過程
1）Minor GC前，虛擬機將檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于新生代所有對象總空間
1.1）若大于，則此次Minor GC可確保是安全的
2）若不大于，則虛擬機根據(jù)HandlePromotionFailure設置值判斷是否允許空間分配擔保失敗
2.11）若HandlePromotionFailure不允許冒險，則將Minor GC改為Full GC
3）若HandlePromotionFailure允許冒險，則檢查老年代最大可用連續(xù)空間是否大于歷次晉升老年代對象的平均大小
3.1）若不大于，則將Minor GC改為Full GC
4）若大于，則進行一次有風險的Minor GC - 空間分配擔保的幾點說明
1）使用復制收集算法的新生代可能在Minor GC后仍有大量對象存活的情況
2）此時需老年代進行空間分配擔保，保證Survivor區(qū)無法容納的對象直接進入老年代
3）老年代進行空間分配擔保的前提，是本身有足夠空間容納這些對象
4）但在Minor GC前無法確定將移動的對象大小，故取之前每次Minor GC的平均值作參照
5）如果Minor GC晉升老年代的對象大小 > 之前晉升對象大小平均值，該次空間分配擔保失敗，并重新發(fā)起一次Full GC
清溪非隴水，翻作斷腸流
