前言

在 Java 編程里，對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀是基礎(chǔ)且關(guān)鍵的操作，深刻理解這一過(guò)程有助于編寫(xiě)出高效、穩(wěn)定的代碼。下面將詳細(xì)闡述 Java 中對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀過(guò)程。

對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程

1. 類加載檢查

當(dāng)代碼中使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，Java 虛擬機(jī)（JVM）首先會(huì)檢查該對(duì)象對(duì)應(yīng)的類是否已經(jīng)被加載到內(nèi)存中。如果尚未加載，JVM 會(huì)通過(guò)類加載器將該類的字節(jié)碼文件加載到內(nèi)存，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證、準(zhǔn)備和解析等操作，最終完成類的初始化。例如，當(dāng)執(zhí)行 Person person = new Person(); 時(shí)，JVM 會(huì)先確認(rèn) Person 類是否已加載。

2. 分配內(nèi)存

類加載完成后，JVM 會(huì)為新對(duì)象分配內(nèi)存空間。分配內(nèi)存的方式主要有兩種：

• 指針碰撞：假設(shè) Java 堆中的內(nèi)存是規(guī)整的，所有用過(guò)的內(nèi)存放在一邊，空閑的內(nèi)存放在另一邊，中間放著一個(gè)指針作為分界點(diǎn)的指示器，那所分配內(nèi)存就僅僅是把那個(gè)指針向空閑空間那邊挪動(dòng)一段與對(duì)象大小相等的距離，這種分配方式稱為“指針碰撞”（Bump the Pointer）。
• 空閑列表：如果 Java 堆中的內(nèi)存并不是規(guī)整的，已使用的內(nèi)存和空閑的內(nèi)存相互交錯(cuò)，那就沒(méi)有辦法簡(jiǎn)單地進(jìn)行指針碰撞了，虛擬機(jī)就必須維護(hù)一個(gè)列表，記錄上哪些內(nèi)存塊是可用的，在分配的時(shí)候從列表中找到一塊足夠大的空間劃分給對(duì)象實(shí)例，并更新列表上的記錄，這種分配方式稱為“空閑列表”（Free List）。

選擇哪種分配方式由 Java 堆是否規(guī)整決定，而 Java 堆是否規(guī)整又由所采用的垃圾收集器是否帶有空間壓縮整理（Compact）的能力決定。

3. 初始化零值

內(nèi)存分配完成后，JVM 會(huì)將分配到的內(nèi)存空間都初始化為零值（不包括對(duì)象頭）。這一步操作保證了對(duì)象的實(shí)例字段在 Java 代碼中可以不賦初始值就直接使用，程序能訪問(wèn)到這些字段的數(shù)據(jù)類型所對(duì)應(yīng)的零值。例如，int 類型的字段初始值為 0，boolean 類型的字段初始值為 false。

4. 設(shè)置對(duì)象頭

JVM 會(huì)對(duì)對(duì)象進(jìn)行必要的設(shè)置，例如這個(gè)對(duì)象是哪個(gè)類的實(shí)例、如何才能找到類的元數(shù)據(jù)信息、對(duì)象的哈希碼、對(duì)象的 GC 分代年齡等信息。這些信息存放在對(duì)象的對(duì)象頭（Object Header）之中。

5. 執(zhí)行 init 方法

在上述工作都完成之后，從 Java 程序的視角看來(lái)，對(duì)象已經(jīng)產(chǎn)生了，但從 JVM 的視角來(lái)看，對(duì)象創(chuàng)建才剛剛開(kāi)始——<init> 方法還沒(méi)有執(zhí)行，所有的字段都還為零。所以一般來(lái)說(shuō)（由字節(jié)碼中是否跟隨有 invokespecial 指令所決定），執(zhí)行 new 指令之后會(huì)接著執(zhí)行 <init> 方法，把對(duì)象按照程序員的意愿進(jìn)行初始化，這樣一個(gè)真正可用的對(duì)象才算完全被構(gòu)造出來(lái)。

對(duì)象的銷毀過(guò)程

1. 可達(dá)性分析

在 Java 中，對(duì)象的銷毀主要由垃圾回收機(jī)制（GC）負(fù)責(zé)。JVM 會(huì)通過(guò)可達(dá)性分析算法來(lái)判斷對(duì)象是否存活。該算法以一系列被稱為“GC Roots”的對(duì)象為起始點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開(kāi)始向下搜索，搜索所走過(guò)的路徑稱為引用鏈，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到 GC Roots 沒(méi)有任何引用鏈相連時(shí)，則證明此對(duì)象是不可達(dá)的，就有可能被回收。常見(jiàn)的 GC Roots 包括：

• 虛擬機(jī)棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對(duì)象。
• 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象。
• 方法區(qū)中常量引用的對(duì)象。
• 本地方法棧中 JNI（即一般說(shuō)的 Native 方法）引用的對(duì)象。

2. 第一次標(biāo)記

當(dāng)對(duì)象被判定為不可達(dá)時(shí)，它會(huì)被第一次標(biāo)記。但此時(shí)對(duì)象還不會(huì)被立即回收，而是會(huì)被放入一個(gè)名為 F - Queue 的隊(duì)列中，并由一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的線程去執(zhí)行隊(duì)列中對(duì)象的 finalize() 方法（如果對(duì)象重寫(xiě)了該方法）。

3. finalize() 方法執(zhí)行

finalize() 方法是對(duì)象逃脫死亡命運(yùn)的最后一次機(jī)會(huì)。在該方法中，對(duì)象可以重新與引用鏈上的任何一個(gè)對(duì)象建立關(guān)聯(lián)，例如把自己（this 關(guān)鍵字）賦值給某個(gè)類變量或者對(duì)象的成員變量。如果對(duì)象在 finalize() 方法中成功拯救了自己，那在第二次標(biāo)記時(shí)它將被移除出“即將回收”的集合；如果對(duì)象沒(méi)有逃脫，那基本上它就真的要被回收了。不過(guò)需要注意的是，finalize() 方法的執(zhí)行是不可靠的，JVM 并不保證該方法一定會(huì)被執(zhí)行。

4. 第二次標(biāo)記

如果對(duì)象在 finalize() 方法執(zhí)行后仍然沒(méi)有與 GC Roots 建立引用關(guān)系，它會(huì)被進(jìn)行第二次標(biāo)記。經(jīng)過(guò)第二次標(biāo)記的對(duì)象，就會(huì)被真正地列入可回收對(duì)象的集合。

5. 垃圾回收

當(dāng)垃圾回收器執(zhí)行垃圾回收操作時(shí)，會(huì)回收那些經(jīng)過(guò)第二次標(biāo)記的對(duì)象所占用的內(nèi)存空間，將其釋放回 Java 堆中，供后續(xù)新對(duì)象的分配使用。不同的垃圾回收器采用不同的算法和策略來(lái)執(zhí)行垃圾回收，例如標(biāo)記 - 清除算法、標(biāo)記 - 整理算法、復(fù)制算法等。

知識(shí)補(bǔ)充：

在 Java 虛擬機(jī)的堆區(qū)，每個(gè)對(duì)象都可能處于以下三種狀態(tài)之一。

1）可觸及狀態(tài)：當(dāng)一個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建后，只要程序中還有引用變量引用它，那么它就始終處于可觸及狀態(tài)。

2）可復(fù)活狀態(tài)：當(dāng)程序不再有任何引用變量引用該對(duì)象時(shí)，該對(duì)象就進(jìn)入可復(fù)活狀態(tài)。在這個(gè)狀態(tài)下，垃圾回收器會(huì)準(zhǔn)備釋放它所占用的內(nèi)存，在釋放之前，會(huì)調(diào)用它及其他處于可復(fù)活狀態(tài)的對(duì)象的 finalize() 方法，這些 finalize() 方法有可能使該對(duì)象重新轉(zhuǎn)到可觸及狀態(tài)。

3）不可觸及狀態(tài)：當(dāng) Java 虛擬機(jī)執(zhí)行完所有可復(fù)活對(duì)象的 finalize() 方法后，如果這些方法都沒(méi)有使該對(duì)象轉(zhuǎn)到可觸及狀態(tài)，垃圾回收器才會(huì)真正回收它占用的內(nèi)存。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Java中對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀過(guò)程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java對(duì)象的創(chuàng)建和銷毀內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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