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面向对象编程开发是目前大多数Java编程开发程序员需要重点掌握的一个编程技术,而本文我们就通过案例分析来简单了解一下,Java编程对象内存布局与创建分享。
一、对象的内存布局?对象的访问定位方式有哪些?使用指针访问和使用句柄访问各具有何优势?
对象的内存布局?
在HotSpot虚拟机中,对象在内存中储存的布局可以分为3块区域:对象头、实例数据和对齐填充
对象头包括两部分:
a)储存对象自身的运行时数据,如哈希码、GC分带年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳
b)另一部分是指类型指针,即对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是那个类的实例
对象的访问定位方式有哪些?
使用句柄访问
Java堆中将会划分出一块内存来作为句柄池,reference中存储的就是对象的句柄地址,而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址
使用直接指针访问
Java堆对象的布局就必须考虑如何访问类型数据的相关信息,而refreence中存储的直接就是对象的地址
使用指针访问和使用句柄访问各具有何优势?
使用句柄访问优势:reference中存储的是稳点的句柄地址,在对象被移动(垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为)时只会改变句柄中的实例数据指针,而reference本身不需要修改
使用直接指针访问优势:速度更快,节省了一次指针定位的时间开销,由于对象的访问在Java中非常频繁,因此这类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成本
二、说一下对象的创建过程?变量创建过程种放在虚拟机哪里?
说一下对象的创建过程?比如:Dogdog=newDog();
当虚拟机执行到new指令时,它先在常量池中查找“Dog”,看能否定位到Dog类的符号引用;如果能,说明这个类已经被加载到方法区了,则继续执行。如果没有,就让ClassLoader先执行类的加载。
然后,虚拟机开始为该对象分配内存,对象所需要的内存大小在类加载完成后就已经确定了。这时候只要在堆中按需求分配空间即可。具体分配内存时有两种方式,一种,内存绝对规整,那么只要在被占用内存和空闲内存间放置指针即可,每次分配空间时只要把指针向空闲内存空间移动相应距离即可,当某对象被GC回收后,则需要进行某些对象内存的迁移。二种,空闲内存和非空闲内存夹杂在一起,那么就需要用一个列表来记录堆内存的使用情况,然后按需分配内存。
对于多线程的情况,如何确保一个线程分配了对象内存但尚未修改内存管理指针时,其他线程又分配该块内存而覆盖的情况?有一种方法,就是让每一个线程在堆中先预分配一小块内存(TLAB本地线程分配缓冲),每个线程只在自己的内存中分配内存。但对象本身按其访问属性是可以线程共享访问的。
内存分配到后,虚拟机将分配的内存空间都初始化为零值(不包括对象头)。实例变量按变量类型初始化相应的默认值(数值型为0,boolan为false),所以实例变量不赋初值也能使用。接着设置对象头信息,比如对象的哈希值,GC分代年龄等。
从虚拟机角度,此时一个新的对象已经创建完成了。但从我们程序运行的角度,新建对象才刚刚开始,对象的构造方法还没有执行。只有执行完构造方法,按构造方法进行初始化后,对象才是彻底创建完成了。构造函数的执行还涉及到调用父类构造器,如果没有显式声明调用父类构造器,则自动添加默认构造器。
new运算符可以返回堆中这个对象的引用
变量创建过程种放在虚拟机哪里?
变量是实例变量、局部变量或静态变量的不同将引用放在不同的地方:
如果dog局部变量,dog变量在栈帧的局部变量表,这个对象的引用就放在栈帧。
如果dog是实例变量,dog变量在堆中,对象的引用就放在堆。
如果dog是静态变量,dog变量在方法区,对象的引用就放在方法区。
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