2、jvm中的对象

一、对象的分配

虚拟机遇到一条new指令时：在常量池中定位到需要new的对象的符号引用，如果未找到，则抛出异常：classNotFoundException

• 检查还在
  先执行相应的类加载过程，如果没有就进行加载

• 内存分配
  根据方法区的信息确定为该类分配的内存空间大小
  
  指针碰撞 (java 堆内存空间规整的情况下使用)
  如果 Java 堆中内存是绝对规整的，所有用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式称为“指针碰撞”。
  空闲列表 (java 堆空间不规整的情况下使用)
  如果 Java 堆中的内存并不是规整的，已使用的内存和空闲的内存相互交错，那就没有办法简单地进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护 一个列表，记录上哪些内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记录，这种 分配方式称为“空闲列表”。
  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。

并发安全
除如何划分可用空间之外，还有另外一个需要考虑的问题是对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为，即使是仅仅修改一个指针所指向的位置，在并发情况下也并不是线程安全的，可能出现正在给对象 A 分配内存，指针还没来得及修改，对象 B 又同时使用了原来的指 针来分配内存的情况。

CAS 机制
解决这个问题有两种方案，一种是对分配内存空间的动作进行同步处理——实际上虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作 的原子性;

分配缓冲
另一种是把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在 Java 堆中预先分配一小块私有内存，也就是本地线程 分配缓冲(Thread Local Allocation Buffer,TLAB)，如果设置了虚拟机参数 -XX:+UseTLAB，在线程初始化时，同时也会申请一块指定大小 的内存，只给当前线程使用，这样每个线程都单独拥有一个 Buffer，如果需要分配内存，就在自己的 Buffer 上分配，这样就不存在竞 争的情况，可以大大提升分配效率，当 Buffer 容量不够的时候，再重新从 Eden 区域申请一块继续使用。

TLAB 的目的是在为新对象分配内存空间时，让每个 Java 应用线程能在使用自己专属的分配指针来分配空间(Eden 区，默认 Eden 的 1%)， 减少同步开销。

TLAB 只是让每个线程有私有的分配指针，但底下存对象的内存空间还是给所有线程访问的，只是其它线程无法在这个区域分配而已。 当一个 TLAB 用满(分配指针 top 撞上分配极限 end 了)，就新申请一个 TLAB。

• 内存空间初始化
  (注意不是构造方法)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(如 int 值为 0，boolean 值为 false 等等)。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。

• 设置
  接下来，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的对象头之中。

• 对象初始化
  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，对象创建才刚刚开始，所有的字段都还为零值。所以，一般来说，执行 new 指令之后会接着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。

二、对象的内存布局

在 HotSpot 虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为 3 块区域:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)。 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，如哈希码(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。

对象头的另外一部分是类型指针，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。

第三部分对齐填充并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于 HotSpot VM 的自动内存管理系统要求对对 象的大小必须是 8 字节的整数倍。对象正好是 9 字节的整数，所以当对象其他数据部分(对象实例数据)没有对齐时，就需要通过对 齐填充来补全。

三、对象的访问方式

建立对象是为了使用对象，我们的 Java 程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。目前主流的访问方式有使用句柄和 直接指针两种。

• 句柄
  如果使用句柄访问的话，那么 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类型数据各自的具体地址信息。
• 直接指针
• 如果使用句柄访问的话，那么 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 对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。

四、堆内存分配策略

1、堆的划分

新生代（PSYoungGen）

• Eden空间
• From Survivor空间
• To Survivor空间

老年代（ParOldGen）

堆中参数配置：
新生代大小: -Xmn20m 表示新生代大小20m(初始和最大)

-XX:SurvivorRatio=8 表示Eden和Survivor的比值，
缺省为8 表示 Eden:From:To= 8:1:1
2 Eden:From:To= 2:1:1

2、分配的规则

• 对象优先分配在Eden区
  大多数情况下，对象在新生代 Eden 区中分配。当 Eden 区没有足够空间分配时，虚拟机将发起一次 Minor GC。
• 大对象直接进入老年代
  最典型的大对象是那种很长的字符串以及数组。这样做的目的:1.避免大量内存复制,2.避免提前进行垃圾回收，明明内存有空间进行分配。
• 长期存活的对象进入老年代
  如果对象在 Eden 出生并经过第一次 Minor GC 后仍然存活，并且能被 Survivor 容纳的话，将被移动到 Survivor 空间中，并将对象年龄设为 1，对象在 Survivor区中每熬过一次 Minor GC，年龄就增加 1，当它的年龄增加到一定程度(默认为 15)_时，就会被晋升到老年代中。
• 动态年龄判定
  如果在 Survivor 空间中相同年龄所有对象大小的综合大于 Survivor 空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代
• 空间分配担保
  在发生 Minor GC 之前，虚拟机会先检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象总空间，如果这个条件成立，那么 Minor GC 可以确保是安全 的。如果不成立，则虚拟机会查看 HandlePromotionFailure 设置值是否允许担保失败。如果允许，那么会继续检查老年代最大可用的连续空间是否大于历 次晋升到老年代对象的平均大小，如果大于，将尝试着进行一次 Minor GC，尽管这次 Minor GC 是有风险的，如果担保失败则会进行一次 Full GC;如果小 于，或者 HandlePromotionFailure 设置不允许冒险，那这时也要改为进行一次 Full GC。