jvm-第三節jvm中的對象及引用

# jvm中的對象以及引用

問題

這篇文章主要探討的幾個問題：

1. jvm中對象創建過程

2. 對象的內存佈局

3. 對象的訪問方式

4. 如何判斷對象是否存活

5. 對象分配策略

6. 四種引用的區別

jvm中對象的創建過程

1. 檢查加載：檢查指令是否在一個常量池中定位到一個類的符號引用（一組符號描述所引用的目標），檢查類是否加載解析初始化
2. 分配內存：從jvm的堆中劃分一塊內存，這個劃分有倆種情況，分別是指針碰撞和空閒列表
   1. 指針碰撞：如果jvm堆中的空間是規整的，空閒一邊，用過的一邊，中間放一個指針，那麼分配內存僅僅是吧指針挪動與對象大小等距距離；具體如圖
   2. 空閒列表：如果jvm堆種地空間不規整，那就需要維護一個空閒列表，分配時在空閒列表上找一塊足夠大的空間分配給對象，然後維護列表，具體如圖
   3. 分配內存的併發安全問題：在多線程情況下分配內存，創建對象，是一個極其頻繁的爲題，t1線程創建對象分配內存修改指針沒結束，t2就進來使用原指針分配內存，針對這個問題有倆種解決方式，一種是CAS，一種是分配緩衝TLAB
      1. CAS:通過cas操作，如果成功就分配內存，如圖
      2. TLAB：是一種基於線程本地緩存方式，通過cas分配內存，每次分配時現在自己的TLAB中找，如果沒有空間了就採用其他分配方式，比如直接分配；
      3. 分配緩衝：預先獲取一塊連續的內存，然後將緩衝池分成多塊，每次分配對象就從緩衝池中拿一塊進行分配；如果沒有空間了，則會使用其他分方式，比如直接分配；
3. 初始化零值：被分配內存空間的對象都要初始化零值，int =0 boolean =false這一步的意義是保證java對象在不賦值初始化的情況下可以使用
4. 設置對象頭：jvm對對象的必要設置，包括這個對象是哪個類的實例，如何找到類的元數據，對象hash ，gc，等信息，都在對象頭中；具體看下面
5. 初始化對象：對於jvm來說，一個對象已經創建完了；

對象的內存佈局

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1. 在hotspot中對象的佈局分爲三類。分別是對象頭，實例數據，對齊填充，分別介紹一下
   1. 對象頭：存儲的是運行的數據它包含三部分，存儲對運行數據（markWord),類型指針，若是數組類型，有記錄數組長度的記錄
      1. 存儲對象自身運行時數據包含 haah，gc分代年齡，鎖標識，鎖類型，偏向線程id，偏向時間戳
   2. 實例數據
   3. 對齊填充

對象的訪問方式

1. 句柄：如果採用句柄訪問，jvm堆中會劃分一塊區域做句柄池，reference（在對象頭中）中村的是句柄的地址，句柄中存的是對象實例和類型數據的地址
2. 直接指針：reference中存的就是對象地址
3. 對比：直接指針訪問塊，但是對象變更速度太快，所以一直修改開銷大，句柄要二次訪問慢，但是對面變更是句柄維護，reference中不需要修改。

判斷對象是否存活的方式

1. 堆中存放着幾乎所有的對象，gc回收時要判斷這些對象是否存活，如何判斷存活，常見的有引用計數法，可達性分析

   1. 引用計數法：在對象中添加引用計數器，每當有一個地方引用就+1，失效時就-1，存在相互引用情況要引入額外基質處理，影響效率；
   2. 可達性分析：通過gc root作爲起點，從這個節點開始向下搜素，沿途路徑叫引用鏈，當一個對象到gc root沒有任何引用鏈，則證明這對象不可用；
      1. 常見的gc root如下
         1. 虛擬機棧中引用的對象
         2. 本地方法棧中引用的對象
         3. 方法區靜態屬性引用的對象
         4. jni引用的對象
         5. 虛擬機內部引用的對象，如常量池引用的對象
         6. jvm引用類型，軟弱虛引用
         7. 根集合中的對象，在gc前預設好的對象

2. Finalize 方法 （沒啥用）

   即使通過可達性分析判斷不可達的對象，也不是“非死不可”，它還會處於“緩刑”階段，真正要宣告一個對象死亡，需要經過兩次標記過程，一次是 沒有找到與 GCRoots 的引用鏈，它將被第一次標記。隨後進行一次篩選（如果對象覆蓋了 finalize），我們可以在 finalize 中去拯救。

四種對象引用以及區別

1. 強: Object obj = new Object(); // 強引用
2. 軟：SoftReference
3. 弱: WeakReference
4. 虛: WeakReference
5. 他們之前的區別：那gc爲例，
   1. 強引用-obj存在就不會回收
   2. 軟引用-當內存不足時，會被回收
   3. 弱引用-下一次gc時就會被回收
   4. 虛引用-每逢gc必然回收，放入特殊隊列

對象分配策略

1. 除了常見的分配在堆中，還會分配到棧中，既逃逸下面詳細說

2. 對象的分配

   1. 棧上分配

      1. 首先說逃逸分析，分爲倆種，一種是線程逃逸，既被多個線程訪問的對象，另一種是方法逃逸，既被其他方法引用
      2. 如果對象沒有逃逸，則在棧上分配對象，這樣就會避免對象創建和回收；
      3. 舉個例子，myobject屬於不可逃逸，jvm在棧上分配

   2. 堆中分配：

      1. 對象優先在堆中的eden：大多數情況下對象在eden上分配，空間不夠就minor gc，這裏會涉及道空間分配擔保機制；

      2. 大對象直接進入老年代

      3. 長期存活的進入老年代：每一個對象有一個年齡計數器（在對象頭的運行時數據區中的gc年齡），達到一定閾值就會進入老年代