10_对象的实例化布局与访问定位

一、对象的实例化

1. 创建方式

• new
• Class对象的newInstance()
• Constructor的newInstance(args)
• 使用clone
• 使用反序列化ObjectInputStream
• 第三方库Objenesis

2. 创建步骤

1) 从字节码角度切入

1. 源代码

   /**
   * 从字节码角度分析对象创建过程
   *
   * @author Jinhua
   * @date 2021/4/18 19:51
   */
   public class ObjectCreate {
    public static void main(String[] args) {
        Object object = new Object();
    }
   }

2. main方法对应字节码指令

   Code:
      stack=2, locals=2, args_size=1
         0: new           #2                  // class java/lang/Object
         3: dup
         4: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         7: astore_1
         8: return
      LineNumberTable:
        line 12: 0
        line 13: 8
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       9     0  args   [Ljava/lang/String;
            8       1     1 object   Ljava/lang/Object;

2) 实际6个步骤

1. 判断对象对应的Class类型是否已经被加载、链接、初始化
2. 为对象分配内存
   • 若内存规整——指针碰撞
   • 若内存不规整——虚拟机需要维护一个列表，空闲列表分配
3. 处理并发安全问题
   • 采用CAS配上失败重试，保证更新的原子性
   • 每一个线程预先分配一块TLAB
4. 默认初始化分配到的空间
   • 所有属性设置默认值，保证对象实例字段在不赋值的情况下可以使用。
5. 设置对象头
   • 所属类(Class信息)
   • hashcode
   • GC信息
   • 锁信息等
6. 显式初始化
   • 属性显式赋值
   • 构造代码块赋值
   • 构造方法赋值

二、对象的内存布局

1. 对象头（Header）

1) 运行时元数据

• Hash值
• GC分代年龄
• 锁状态标识
• 线程持有的锁
• 偏向线程ID
• 偏向时间戳

2) 类型指针

指向所属类型class对象的指针，确定该对象的所属类型。

3) 可能存在的信息（为数组时）

• 如果是数组，还需设置数组长度（数组也存在于堆，通过new关键字开辟）

2. 实例数据（Instance Data）

1) 说明

对象真正存储的有效信息，包括程序代码中定义的各种字段（包括从父类继承的和自己拥有）

2) 规则

1. 相同宽度的字段总是分配到一起；
2. 分类中定义的出现在当前类之前；
3. 如果CompactFields参数为true（默认为true），子类的窄变量可能插入到父类变量的空隙；

3. 对齐填充（Padding）

不是必须的，无特殊含义，仅起到占位符作用。

代码与图示

1. 示例代码

   • Customer类 ```java public class Customer {

     /**

     • 显式赋值 / int id = 1001; /*
     • 代码块赋值 / String name; /*
     • 构造器赋值 */ Account account;

     { name = “匿名用户”; }

     public Customer() { this.account = new Account(); } }

class Account { }

   - 主方法所在类
```java
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Customer customer = new Customer();
    }
}

1. 图示

三、对象的访问定位

1. 句柄访问

优势

对于垃圾回收等对象移动的情况，引用变量的指针不用修改，只需要修改句柄池中的变量实例指针。

劣势

需要额外维护句柄池。

2. 直接指针

四、大厂面试题

1. 美团

• 对象在JVM中是怎么存储的？
• 对象头信息里面有什么东西？

2. 蚂蚁金服

二面

• Java对象头里面有什么？