詳解jvm對(duì)象的創(chuàng)建和分配

更新時(shí)間：2021年03月09日 09:46:16 作者：萌新J

這篇文章主要介紹了jvm對(duì)象的創(chuàng)建和分配的相關(guān)資料，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)使用Java，感興趣的朋友可以了解下

對(duì)象的創(chuàng)建

創(chuàng)建方式

1、 new 關(guān)鍵字直接創(chuàng)建。 new ObjectName()。

2、通過(guò) Class 反射對(duì)象的 newInstance() 方法。ObjectName obj = ObjectName.class.newInstance()。

3、通過(guò) Class 反射對(duì)象獲取 Constructor 類(lèi)，再調(diào)用其 newInstance() 方法。 ObjectName obj = ObjectName.class.getConstructor.newInstance()。

4、在類(lèi)實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口的前提下，使用對(duì)象的 clone() 方法。ObjectName obj = obj.clone()。（如果內(nèi)部有自定義類(lèi)屬性，并且想要實(shí)現(xiàn)深克隆（新創(chuàng)建的對(duì)象和原有的對(duì)象不是同一個(gè)），那么就需要讓該屬性類(lèi)也實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口。

5、使用反序列化。（為了避免屬性丟失，需要讓類(lèi)實(shí)現(xiàn) Serializable 接口）

public static void main(String[] args){
  try {
   ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(FilePath))
   ObjectName obj = ois.readObject();
  } catch (IOException e) {
   e.printStackTrace();
  } catch (ClassNotFoundException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }

對(duì)象的內(nèi)存布局

在對(duì)象身上，存儲(chǔ)了關(guān)于這個(gè)對(duì)象的所有信息。

創(chuàng)建過(guò)程

1、根據(jù)創(chuàng)建對(duì)象的信息去內(nèi)存中存放類(lèi)信息的常量池中尋找是否存在要加載的類(lèi)信息，如果存在直接創(chuàng)建對(duì)象；如果不存在就先進(jìn)行該類(lèi)的加載。

2、為對(duì)象分配空間。這里涉及到線程位置分配的安全和效率，比較復(fù)雜，會(huì)在下面詳細(xì)來(lái)說(shuō)。

3、初始化分配到對(duì)應(yīng)的位置。

4、設(shè)置對(duì)象的對(duì)象頭。

5、執(zhí)行 init 方法（執(zhí)行非靜態(tài)代理塊和實(shí)例屬性的初始化以及執(zhí)行實(shí)例構(gòu)造方法）

對(duì)象的內(nèi)存分配

分配方式

1、指針碰撞：如果 Java 堆內(nèi)存是規(guī)整的，也就是對(duì)象的創(chuàng)建位置都是緊挨著的，這樣的話直接將指針指示器向空閑方向移動(dòng)要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象大小的距離就可以了。

2、空閑列表：如果 Java 堆內(nèi)存是不規(guī)整的，那么就需要維護(hù)一個(gè)空閑列表來(lái)記錄哪些位置是空閑的以及多大。在分配時(shí)就在列表上查詢，找到合適的位置分配。

并發(fā)安全

由于在堆的線程共享的，所以對(duì)象的創(chuàng)建分配的空間可能同時(shí)也是另外一個(gè)線程對(duì)象創(chuàng)建的分配位置，這就導(dǎo)致了并發(fā)問(wèn)題，所以為了保證對(duì)象創(chuàng)建的并發(fā)安全，可以有下面兩種方式：

1、在分配空間時(shí)進(jìn)行同步處理（采用 CAS +回旋鎖的方式來(lái)保證）

2、TLAB：新的線程創(chuàng)建時(shí)會(huì)在堆中劃分一塊區(qū)域給該線程，后面該線程創(chuàng)建的對(duì)象都會(huì)在該位置存放，當(dāng)空間不足時(shí)才使用第一種方式。（HotSpot 使用）。

代碼優(yōu)化

1、棧上分配。通過(guò)逃逸分析判斷創(chuàng)建的對(duì)象是否逃逸出方法（也就是這個(gè)對(duì)象是否在當(dāng)前方法的外部被調(diào)用），如果沒(méi)有逃逸出方法，那么就有可能直接在棧上分類(lèi)空間來(lái)保存。

2、同步省略。JIT 在編譯時(shí)會(huì)判斷同步塊所使用的鎖對(duì)象是否只能被一個(gè)線程訪問(wèn)而沒(méi)有被發(fā)布到其他的線程。如果沒(méi)有，那么 JIT 編譯器在編譯這段代碼時(shí)就會(huì)取消這段代碼的同步。

3、分離對(duì)象（標(biāo)量替換）。有的對(duì)象可能不需要作為一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)存在也可以被訪問(wèn)到，那么對(duì)象的部分（或全部）可以不存儲(chǔ)在內(nèi)存，而是存儲(chǔ)在棧中。

標(biāo)量：無(wú)法再被分解的數(shù)據(jù)。如一個(gè)類(lèi)的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型屬性。

聚合量：還可以被分解的數(shù)據(jù)。如一個(gè)類(lèi)的自定義屬性。

逃逸分析的不成熟性

關(guān)于逃逸分析目前還是處于不穩(wěn)定的階段，因?yàn)闊o(wú)法保證逃逸分析的性能消耗一定高于其節(jié)省的性能。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是可能執(zhí)行了逃逸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)都是逃逸出方法的對(duì)象，這樣逃逸分析并沒(méi)有提高性能，同時(shí)執(zhí)行逃逸分析也消耗了一定的性能，造成得不償失。所以，逃逸分析在 JVM 中沒(méi)有實(shí)現(xiàn) 棧上分配的功能的，但是其還是在 JIT 中起到了優(yōu)化作用。所以可以說(shuō)對(duì)象都是創(chuàng)建在堆上的。而我們一般所說(shuō)的對(duì)象創(chuàng)建在棧上，實(shí)際情況是因?yàn)闃?biāo)量替換的作用。