对象的内存布局

HotSpot VM 中，对象在堆内存中的存储布局分为：

• 对象头(Header)

• 实例数据(Instance Data)

• 对齐填充(Padding)

1、对象头

• Mark Word，对象运行时数据，动态定义位数据。包含 HashCode、GC 分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等。32 位和 64 位的 VM 里 Mark Word 的长度分别 32 bit 和 64 bit。

• 类型指针，对象指向所属 class 的元数据的指针，32 位 VM 4 byte，64 位 VM 8 byte(-XX:+UseCompressedOops 压缩指针 4 byte)。非必需，取决 JVM 实现。

• 数组对象必须包含长度信息，4 byte。

2、实例数据

• 按分配策略和源码定义的顺序，存储对象的字段数据。

• 8 byte：long、double

• 4 byte：int、float、oops(Ordinary Object Pointers)

• 2 byte：short、char

• 1 byte：byte

• 1 bit：boolean

3、对齐填充

• 非必需，保证对象大小是 8 字节的整数倍进行填充的长度。

• 没有特殊含义，仅占位。

对象的创建

new 语法创建普通 Java 对象的过程

• 检查类是否已加载、解析、初始化，若没有则进行。

• 为新对象分配内存。规整的内存使用指针碰撞(Bump The Pointer)；不规整的内存使用列表记录可用内存的方式配分叫空闲列表(Free List)。

• 配分内存的两种安全方式：CAS；每个线程在 Heap 中预先分配一小块内存，即本地线程分配缓存(Thread Local Allocation Buffer)。

• 初始化分配的内存，字段设为默认零值

• 根据 JVM 运行的情况，设置对象头信息。如类的元数据、HashCode、GC 分代年龄、偏向锁...

• 执行构造函数、字段赋值...

对象的访问定位

通过栈上的 reference 数据定位、访问堆上的对象，两种方式：

• 句柄访问。栈中本地变量表里的 reference 存储的是堆中句柄池中对象的句柄地址，句柄包含了对象实例数据和类型数据的地址。

• 直接指针。栈中本地变量表里的 reference 存储的是对象数据地址，可以直接访问，少一次寻址访问速度快。

实例分析