Java对象存储内存布局详解

Java对象存储内存布局

众所周知，Java是一门面向对象的语言，那么一个对象在内存中都包含什么东西呢，首先，对象大部分是存储在堆上的(逃逸除外 )。

那么对象存储在堆中主要分为三个部分

• 对象头、对象实例数据、对齐补充（数组会多一个数组长度）
• 对象头：

  mark word： 存储对象的hashCode、锁信息（锁升级）或分代年龄或GC标志等信息

  类型指针： 存储指向对象所属类（元数据中class文件）的指针，JVM通过这个确定这个对象属于哪个类

• 对象实例数据：

  new出的对象信息，存放类的属性数据信息，包括父类的属性信息；

• 对齐补充

  数组对象会多对齐填充

  JVM要求对象占用的空间必须是8 的倍数，方便内存分配（以字节为最小单位分配），因此这部分就是用于填满不够的空间凑数用的。

Java对象的访问定位

• 主流的访问方式主要有句柄与直接指针
• 句柄：

  Java堆中划分出一块内存作为句柄池，栈中的reference中存储的事对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自具体的地址信息

• 直接指针：

  java堆中对象的内存布局必须考虑如何防止访问类型数据的相关信息，reference中存储的直接是对象地址。

• 直接指针访问对象不需要多一次间接访问开销，而句柄方便在对象地址发生改变时（垃圾回收会移动对象地址）只需要改变句柄中的指针引用本身不需要改变。

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Java对象的创建过程

• 虚拟机遇到new指令时，先去检查指定的类是否被加载、验证、准备（为类中的所有静态变量分配内存空间，并为其设置一个初始值 ） 、解析、初始化过。

• 类检查后虚拟机为新对象分配内存

  如何保证并发情况分配堆内存安全

  虚拟机采用CAS配上失败重试保证原子性

  把内存分配交给线程，在创建线程时分配空间，把分配内存的任务交给线程支配。通过TLAB(Thread local Allocation Buffer)开启

• 分配完内存后设置对象头，如哪个类的实例、hashcode、类的元数据信息指针（方法区）

• 执⾏ init ⽅法（内核方法），初始化成员变量，执⾏实例化代码块，调⽤类的构造⽅法，并把堆内对象的⾸地址赋 值给引⽤变量。

Java对象分配内存是否线程安全

• CAS 加失败重试保证更新原⼦性。

• 把内存分配按线程划分在不同空间，即每个线程在 Java 堆中预先分配⼀⼩块内存，叫做本地线程分配缓冲 TLAB，哪个线程要分配内存就在对应的 TLAB 分配，TLAB ⽤完了再进⾏同步。

Java类实例化顺序

• 父类静态成员和静态初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行
• 子类静态成员和静态初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行
• 父类实例成员和实例初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行
• 父类构造方法
• 子类实例成员和实例初始化块 ，按在代码中出现的顺序依次执行
• 子类构造方法

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