1.对象的创建

1.对象内存分配的两种方法

1.指针碰撞(Bump the Pointer)

假设Java堆中内存时完整的,已分配的内存和空闲内存分别在不同的一侧,通过一个指针作为分界点,需要分配内存时,仅仅需要把指针往空闲的一端移动与对象大小相等的距离。

2.空闲列表(Free List)

Java堆的内存并不是完整的,已分配的内存和空闲内存相互交错,JVM通过维护一个列表,记录可用的内存块信息,当分配操作发生时,从列表中找到一个足够大的内存块分配给对象实例,并更新列表上的记录。
选择哪种分配方式由Java堆是否规整决定,而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。因此,在使用Serial、ParNew等带Compact过程的收集器时,系统采用的分配算法是指针碰撞,而使用CMS这种基于Mark-Sweep算法的收集器时,通常采用空闲列表。

2.内存分配时线程安全的两种方法

1.同步CAS+重试

保证更新操作的原子性

2.TLAB

把内存分配的行为按照线程进行划分,在不同的空间中进行,每个线程在Java堆中预先分配一个内存块,称为本地线程分配缓冲(Thread Local Allocation Buffer, TLAB);
-XX:+/-UseTLAB 开启,默认开启
-XX:TLABWasteTargetPercent 设置TLAB空间所占用Eden空间的百分比大小。 缺省情况下仅占有整个Eden空间的1%
TLAB空间由于比较小,因此很容易装满。比如,一个100K的空间,已经使用了80KB,当需要再分配一个30KB的对象时,肯定就无能为力了。这时虚拟机会有两种选择,第一,废弃当前TLAB,这样就会浪费20KB空间;第二,将这30KB的对象直接分配在堆上,保留当前的TLAB,这样可以希望将来有小于20KB的对象分配请求可以直接使用这块空间。实际上虚拟机内部会维护一个叫作refill_waste的值,当请求对象大于refill_waste时,会选择在堆中分配,若小于该值,则会废弃当前TLAB,新建TLAB来分配对象。这个阈值可以使用TLABRefillWasteFraction来调整,它表示TLAB中允许产生这种浪费的比例。默认值为64,即表示使用约为1/64的TLAB空间作为refill_waste。默认情况下,TLAB和refill_waste都会在运行时不断调整的,使系统的运行状态达到最优。如果想要禁用自动调整TLAB的大小,可以使用-XX:-ResizeTLAB禁用ResizeTLAB,并使用-XX:TLABSize手工指定一个TLAB的大小。
-XX:+PrintTLAB可以跟踪TLAB的使用情况。一般不建议手工修改TLAB相关参数,推荐使用虚拟机默认行为。

3.对象分配流程

HotSpot虚拟机对象内存分配管理 - 图1

2.对象的内存布局

1.对象头
2.实例数据
3.对齐填充
HotSpot虚拟机对象内存分配管理 - 图2

3.对象的访问定位

目前主流的方式有两种,句柄和直接指针

句柄

HotSpot虚拟机对象内存分配管理 - 图3

直接指针

HotSpot虚拟机对象内存分配管理 - 图4
句柄
由于reference中存储的是稳定的句柄地址,在对象被移动时(如GC过程中的对象移动),只需改变句柄中实例数据指针,而reference本身不用动。
直接指针
速度快,节省了一次指针定位的时间开销。HotSpot采用此方式