Loading... # java对象的内存布局 ## 对象的创建过程 1. 类加载 1. loading 双亲委派 2. linking 1. Verification - 验证文件是否符合jvm规范 2. Preparation - 静态成员变量赋默认值 3. Resolution - 将类、方法、属性等符号引用解析为直接引用 常量池中的各种符号引用解析为指针、偏移量等内存地址的直接引用 3. Initializing - 调用类初始化代码 <clinit>，给静态成员变量赋初始值 2. 对象创建 1. 申请对象内存 2. 成员变量赋默认值 3. 调用构造方法<init> 1. 成员变量顺序赋初始值 2. 执行构造方法语句 ## 对象在内存中的存储布局 ### 普通对象 1. 对象头: markword，8字节 2. ClassPointer指针: -XX:+UseCompressedClassPointers 为4字节 不开启为8字节 3. 实例数据 - 引用类型保存的是指针，开启-XX:+UseCompressedOops 为4字节 不开启为8字节 4. Padding对齐，将对象大小补全成8的倍数 ### 数组对象 1. 对象头: markword，8字节 2. ClassPointer指针: 同上 3. 数组长度: 4字节 4. 数组数据 5. Padding对齐 ## 对象头具体包括什么 ![markword内容.jpg][1] 如果没有重写hashcode方法，那么默认调用os::random产生hashcode，可以通过System.IdentityHashCode获取，一旦生成，jvm会将其记录在markword中。也就是如果一个对象计算过IdentityHashCode之后，前25位被hashcode填充，将无法进入偏向锁状态。(偏向锁需要线程ID和Epoch) ## 对象占用的字节 `Object o = new Object();`在内存中占多少字节。 首先，markword占用8字节，ClassPointer由于默认开启了指针压缩(`java -XX:+PrintCommandLineFlags -version`查看默认添加的选项)，占用4字节，加起来是12字节，然后Padding对齐，是16字节。 ### 验证 1. 新建项目ObjectSize 2. 新建ObjectSizeAgent类 ``` public class ObjectSizeAgent { //调琴 private static Instrumentation inst; public static void premain(String agentArgs, Instrumentation _inst) { inst = _inst; } public static long sizeOf(Object o) { return inst.getObjectSize(o); } } ``` 3. src目录下创建META-INF/MANIFEST.MF ``` Premain-Class: tk.princeleiblog.agent.ObjectSizeAgent ``` 指向ObjectSizeAgent的全路径 4. 打包成jar文件 5. 在需要的项目中引入该jar包 6. 运行时指定Agent使用的jar包 ``` -javaagent:E:\ObjectSize\target\ObjectSize-1.0-SNAPSHOT.jar ``` 7. 写测试demo ``` public class T03_SizeOfAnObject { public static void main(String[] args) { System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new Object())); System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new int[] {})); System.out.println(ObjectSizeAgent.sizeOf(new P())); } private static class P { //8 _markword //4 _classpointer int id; //4 String name; //4 int age; //4 byte b1; //1 byte b2; //1 Object o; //4 byte b3; //1 } } ``` 输出 ``` 16 16 32 ``` 默认开启了-XX:+UseCompressedClassPointers与-XX:+UseCompressedOops，前者为ClassPointer指针压缩，后者为实例中引用型变量的指针压缩，比如代码中P类中的String类型，压缩之后为4字节，不压缩为8字节。可以手动指定-XX:-UseCompressedClassPointers与-XX:-UseCompressedOops来关闭指针压缩，测试结果。 **结果分析** `new Object()`之所以是16上边已经说过了。 `new int[] {}`,markword为8，ClassPointer为4，数组长度为4，总和是16,不用Padding对齐。 `new P()`,markword为8，ClassPointer为4，int为4，String为4(开启了UseCompressedOops)，int为4，byte为1，byte为1，Object同String为4，byte为1，相加为31，Padding对齐为32。 ## Hotspot开启内存压缩的规则（64位机） - 4g以下直接砍掉高32位 - 4g-32g，默认开启内存压缩ClassPointers Oops - 32g及以上，压缩无效，使用64位 内存并不是越大越好 ## 内存分配的两种方式 **指针碰撞与空闲列表** 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"（也称作"标记-压缩"），值得注意的是，复制算法内存也是规整的 ![内存分配的两种方式.png][2] ### 内存分配的并发问题 在创建对象的时候有一个很重要的问题，就是线程安全，因为在实际开发过程中，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 ## 对象定位 - 句柄池 变量不直接指向对象，而是指向句柄池，句柄池包含该对象的引用和该类的Class对象的引用，通过句柄池间接指向对象。 - 直接指针 变量直接指向对象，对象中包含该类的Class对象的引用。Hotspot使用该种方式。 [1]: https://www.princelei.club/usr/uploads/2021/04/2620956220.jpg [2]: https://www.princelei.club/usr/uploads/2020/11/2540572554.png Last modification：April 21st, 2021 at 06:24 pm © 允许规范转载
