你的對(duì)象在哪里？長(zhǎng)什么樣？我?guī)闳タ匆豢?/h1>

時(shí)間：2020-05-20 00:19:57

關(guān)鍵字： BSP    指令    TEST    原理圖   

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隨著JDK8的到來(lái)，JVM不再有PermGen。但類的元數(shù)據(jù)信息還在，不再是存儲(chǔ)在連續(xù)的堆空間上，而是移動(dòng)到叫做Metaspace（元空間）的本地內(nèi)存（Native memory）中。

我們知道當(dāng)我們執(zhí)行創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，就會(huì)初始化對(duì)象的屬性信息，例如執(zhí)行如下的代碼：

public class TestObj {

    private int n=1;

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        TestObj obj =new TestObj();

    }
}

該代碼非常的簡(jiǎn)單，在main方法中執(zhí)行TestObj obj =new TestObj()就會(huì)初始化該對(duì)象的成員變量n為1，我們都知道這個(gè)過(guò)程叫做初始化，在初始化的時(shí)候也會(huì)進(jìn)行半始化。

那么什么叫做半初始化呢？

半初始化就是當(dāng)一個(gè)成員變量還未初始化為它真正的值，會(huì)先初始化為它默認(rèn)是的值，例如int會(huì)先初始化為0，boolean會(huì)先初始化為false等。

對(duì)于半初始化，真正的講清楚要從執(zhí)行的字節(jié)碼指令分析，下面我們通過(guò)字節(jié)碼指令進(jìn)行深入的分析，一個(gè)對(duì)象的初始化過(guò)程。

具體在idea中查看字節(jié)碼指令的方法可以自行百度，這個(gè)不難，通過(guò)idea中可以查看上面代碼執(zhí)行的指令，如下所示：

1. new指令：表示首先在堆中申請(qǐng)一塊內(nèi)存，此時(shí)堆中的內(nèi)存中存儲(chǔ)著該對(duì)象屬性n的半初始化狀態(tài)值n=0。

2. dup指令：表示復(fù)制引用。

3. invokespecial指令：表示調(diào)用對(duì)象的初始化方法，后面對(duì)應(yīng)的注釋Method " " ，此時(shí)屬性值n才會(huì)被初始化為1。

4. astore_1指令：此時(shí)會(huì)將TestObj obj =new TestObj()的引用obj 與該堆中的對(duì)象建立連接。

5. return指令：執(zhí)行完最后返回。

從上面的指令中分析可以看出，當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，主要分為以下三個(gè)步驟，執(zhí)行的原理圖如下：

了解完對(duì)象的半初始化，那么什么又是對(duì)象分配？

說(shuō)到JVM中的對(duì)象分配，我們得從對(duì)象在JVM中執(zhí)行new指令后開(kāi)始講起。客觀且慢，請(qǐng)聽(tīng)我詳細(xì)道來(lái)。

在JVM中當(dāng)遇到一條new指令時(shí)，會(huì)首先檢查這條指令的參數(shù)是否在常量池中能定位到一個(gè)類的符號(hào)引用，若是定位不到，就表示沒(méi)有被加載、解析和初始化過(guò)，就會(huì)先執(zhí)行加載該類。

JVM中加載類信息的詳細(xì)過(guò)程，請(qǐng)參考這一篇文章[面試官：你知道java類是怎么跑起來(lái)的嗎？問(wèn)的我一臉懵]。

若是存在該符號(hào)引用表示之前已經(jīng)加載過(guò)該類信息，接下來(lái)就直接執(zhí)行在堆中進(jìn)行對(duì)象內(nèi)存的分配。

但是隨著JVM的發(fā)展，JIT編譯器的出現(xiàn)，所有的對(duì)象分配在堆中就不那么絕對(duì)了，當(dāng)創(chuàng)建對(duì)象為對(duì)象分配內(nèi)存時(shí)，也會(huì)嘗試在棧上分配，在JVM書(shū)籍中的描述如下所示：

那么什么是逃逸技術(shù)？ 每個(gè)線程執(zhí)行方法都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀，該棧幀用于存儲(chǔ)方法的局部變量，當(dāng)一個(gè)變量不會(huì)在其他方法中使用到，只在該方法中使用，就不會(huì)逃逸。

什么又是變量替換呢？ 標(biāo)量替換就是創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，直接以對(duì)象的屬性進(jìn)行入棧存儲(chǔ)，方法結(jié)束后直接彈棧結(jié)束，不會(huì)有GC的介入。

因此，在棧上分配是對(duì)JVM的一種優(yōu)化措施，減少了GC的活動(dòng)，提高了Java虛擬機(jī)的執(zhí)行效率。

當(dāng)對(duì)象執(zhí)行在堆上進(jìn)行內(nèi)存分配的時(shí)候，為了防止多線程分配內(nèi)存存在混亂的情況，通常在多線程的時(shí)候?qū)?duì)象內(nèi)存的分配    有以下兩種方案進(jìn)行解決：

1. 對(duì)分配內(nèi)存的動(dòng)作進(jìn)行同步，但是同步的的操作太消耗性能，大大降低了JVM的性能。

2. 對(duì)堆內(nèi)存為每一個(gè)線程劃分一塊本地線程分配緩沖（TLAB），是線程私有的，這樣每一個(gè)線程只需要在自己的TLAB中進(jìn)行分配即可，就不用進(jìn)行同步，也能達(dá)到線程安全的目的：

那么當(dāng)一個(gè)對(duì)象在堆中分配完一個(gè)內(nèi)存后，對(duì)象在堆中又是怎么存在的呢？

客觀不急請(qǐng)聽(tīng)我慢慢道來(lái)，當(dāng)對(duì)象在堆中進(jìn)行完內(nèi)存分配后，一個(gè)普通對(duì)象在堆中以如下圖的形式存在：

markword：存儲(chǔ)的是鎖信息、對(duì)象的年齡信息等。

class pointer：類型指針指向該對(duì)象class類型。

instance data：實(shí)例數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存對(duì)象實(shí)例的數(shù)據(jù)值。

padding：對(duì)其若是該對(duì)象的大小不能被8字節(jié)整除，就會(huì)自動(dòng)補(bǔ)齊為8字節(jié)的整數(shù)倍。

那么對(duì)象都已經(jīng)存在堆中了，我們又是怎么訪問(wèn)該對(duì)象的？

若要訪問(wèn)堆中已經(jīng)存在的對(duì)象，有以下兩種方式：

（1） 句柄的方式：會(huì)在堆中劃分一塊下的內(nèi)存作為句柄池，對(duì)象的引用不會(huì)直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地址，而是指向句柄池的指針，由句柄池的指針存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地址。

句柄池的方式，由于對(duì)象引用不會(huì)直接指向數(shù)據(jù)的地址，這樣當(dāng)GC進(jìn)行回收垃圾的時(shí)候，移動(dòng)對(duì)象，對(duì)象的地址改變了就不用改變r(jià)eference的本身內(nèi)容。

這個(gè)也是句柄訪問(wèn)方式的唯一優(yōu)點(diǎn)，具體句柄訪問(wèn)方式的原理圖如下所示：

（2） 直接方式：直接方式是reference直接指向數(shù)據(jù)的，這樣減少了一次指針的定位，速度快，直接訪問(wèn)的方式原理圖如下：

注意： 在HostSpot的源碼實(shí)現(xiàn)中，使用的是第二種直接訪問(wèn)的方式