本文详细介绍下HotSpot虚拟机在Java堆中对象分配、布局和访问的过程
对象的创建
Step1：类加载检查
当虚拟机遇到一条new指令时，首先检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程。
Step2：分配内存
在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需的内存大小在类加载完成后便可确定，为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。
分配方式有“指针碰撞”和“空闲列表”两种：
指针碰撞
- 适用场合：堆内存规整（没有内存碎片）的情况下
- 原理：用过的内存全部整合到一边，没有用过的内存放在另一边，中间有一个分界指针，只需要向着没用过的内存方向将该指针移动对象内存大小位置即可
- 使用该分配方式的 GC 收集器：Serial, ParNew
空闲列表
- 适用场合：堆内存不规整的情况下
- 原理：虚拟机会维护一个列表，该列表中会记录哪些内存块是可用的，在分配的时候，找一块儿足够大的内存块儿来划分给对象实例，最后更新列表记录
- 使用该分配方式的GC收集器：CMS
选择以上两种方式中的哪一种，取决于Java堆内存是否规整。而Java堆内存是否规整，取决于GC收集器的算法是 标记-清除，还是 标记-整理，复制算法内存也是规整的。
内存分配并发问题
创建对象是很频繁的事情，作为虚拟机来说，必须要保证线程是安全的，通常来讲，虚拟机采用两种方式来保证线程安全
- CAS+失败重试：CAS 是乐观锁的一种实现方式。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。
- TLAB：为每一个线程预先在Eden区分配一块儿内存，JVM在给线程中的对象分配内存时，首先在TLAB分配，当对象大于TLAB中的剩余内存或TLAB的内存已用尽时，再采用上述的CAS进行内存分配
Step3：初始化零值
内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），这一步操作保证了对象的实例字段在 Java 代码中可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
Step4：设置对象头
初始化零值完成之后，虚拟机要对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄等信息，这些信息存放在对象头中。
Step5：执行<init>方法
在上面工作都完成之后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了，但从
Java 程序的视角来看，对象创建才刚开始，<init>
方法还没有执行，所有的字段都还为零。所以一般来说，执行new指令之后会接着执行
<init>
方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。
对象的内存布局
在HotSpot虚拟机中，对象在内存中的布局可以分为3块区域：
1）对象头：包括两部分信息，第一部分用于存储对象自身的运行时数据（哈希码、GC分代年龄、锁状态标志等等），另一部分是类型指针，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哪个类的实例。
2）实例数据：对象真正存储的有效信息，也是在程序中所定义的各种类型的字段内容。
3）对齐填充：不是必然存在的，也没有什么特别的含义，仅仅起占位作用。因为HotSpot虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍。
对象的访问定位
建立对象就是为了使用对象，Java程序通过栈上的reference对象引用来操作堆上的具体对象。对象的访问方式由虚拟机实现而定，目前主流的访问方式有：使用句柄、直接指针。
句柄
使用该方式，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对象类型数据各自的具体地址信息。
直接指针
该方式下reference中存储的直接就是对象的地址。
优势
使用句柄访问：reference 中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动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：速度快，它节省了一次指针定位的时间开销。（HotSpot采用的方式）
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