JVM创建类过程以及内存分配

目录

类的创建过程

        加载流程

类加载检查

内存分配

1:如何分配内存?

初始化

设置对象信息

执行ini方法

对象内存分配

内存分类流程:

如何确定是否在栈上分配内存?


类的创建过程

        加载流程


类加载检查

        虚拟机遇到一条new指令时,首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用,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。

内存分配

        虚拟机将为对象分配内存。对象所需内存的大小在类 加载完成后便可完全确定,为创建类在堆内存划分需要的内存大小。

1:如何分配内存?

        堆内存存在两种情况:一种为规整的内存,另一种为非规整的内存;

        规整的内存可以直接在内存中分配内存块,非规整内存需要维护空闲列表。

指针碰撞: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。

空闲列表: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

        并发问题:多线程下存在争抢同一个地址的问题!!,如A 获取到某个内存地址后还未更新内存地址信息,B线程已获取到此内存的地址信息。

         解决方案:

       ① 使用CAS(compare and swap)解决方案,保证更新操作的原子性来对分配内存空间的动作进行同步处理。

        ② 本地线程分配缓冲(Thread Local Allocation Buffer,TLAB),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内存。通过­XX:+/­ UseTLAB参数来设定虚拟机是否使用TLAB(JVM会默认开启­XX:+UseTLAB),­XX:TLABSize 指定TLAB大小。

初始化

        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), 如果使用TLAB,这一工作过程也 可以提前至TLAB分配时进行。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。

设置对象信息

        初始化零值之后,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的对象头Object Header之中。 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)。 HotSpot虚拟机的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。

执行ini方法

        执行方法,即对象按照开发者的意愿进行初始化。对应到语言层面上讲,就是为属性赋值(注意,这与上面的赋零值不同,这是由开发者赋的值),和执行构造方法。


对象内存分配

内存分类流程:

        

如何确定是否在栈上分配内存?

        若所有的对象都分配在堆内存中,那么JVM在执行GC时相对压力就比较大。为了分配GC的压力。将局部方法创建的对象放在虚拟机栈中,当栈销毁时,对应的临时对象也清楚。

        逃逸分析:就是分析对象动态作用域,当一个对象在方法中被定义后,它可能被外部方法所引用,例如作为调用参数传递到其他地方中。

        JVM通过逃逸分析确定该对象不会被外部访问。如果不会逃逸可以将该对象在栈上分配内存,这样该对象所占用的 内存空间就可以随栈帧出栈而销毁,就减轻了垃圾回收的压力。 


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