java对象的数据结构

new对象的过程

new对象过程png.png

检查加载
检验对应的class是否加载到方法区中,常量池中是否有对应的符号引用。
分配内存
给对象分配对应的内存,分配策略主要有两种:指针碰撞(连续的内存空间,移动相应的便宜量即可)和空闲列表(存在内存碎片,维护一个内存空闲列表,分配内存时对应去列表中寻找),采取哪种方式主要取决于GC时是否进行了内存碎片的整理;分配时并发安全的考虑主要有两种:CASTLAB,前者使用cas指令保证安全,后者给每一个线程分配一定的空间。
内存空间的初始化
主要是讲分配成功的内存全部初始化为零值
设置
这里主要是设置对象头信息,对象头后面会有解释
对象初始化
调用对象的初始化方法,完成对象的初始化

对象的内存分布

对象的内存结构.png

一个对象的大小是8byte的倍数,空余部分主要由对齐填充填满
在64位lunix下,非数组对象头大小96bit
对象头中klass pointer 是一个指向方法区中类信息的指针,长度32bit(开启指针压缩后)
mark word 长度64bit,主要有hash,GC状态,sync装态的数据
以下面进行举例:

public class A {
    private boolean x = true ;
    public void test(){
        System.out.println(x);
    }
}

public class TestObj {
    static A a = new A();
    public static void main(String[] args) {
    //打印a对象信息
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
    }
}
对象A.png

对象头这个变化其实比较复杂,这里引用子路大神的一幅图进行解释


对象头.png

hash :hashcode
线程id:持有该对象的线程,上锁状态
age:分带年龄,由于只有4位,故垃圾回收中,最大经历15次minor gc就会进入老年代,
biased_lock:对象是否启用偏向锁标记,只占1个二进制位。为1时表示对象启用偏向锁,为0时表示对象没有偏向锁。
lock:2位的锁状态标记位
其组合标识以下状态(按照biased_lock,lock)

biased_lock lock 状态
0 01 无锁不可偏向
1 01 偏向锁,无锁可偏向
0 00 轻量级锁
0 10 重量级锁
0 11 GC标记

对象访问

主要用两种方式句柄直接指针
采用句柄方式访问对象,会在堆中维护一个句柄池,通过这个句柄池找到对应的对象引用,优点是在对象进行改变的时候,直接修改句柄池的引用即可,缺点是增加一层结构
直接指针是直接获取对象,简单方便,这也是hotspot默认的方式

对象存活判断

引用计数法
计算对象引用的次数,java不使用,因为会有循环引用的问题
可达性分析
维护一个GC roots,从GC roots 进行引用链计算,如果没有被GC roots引用到,则认为对象可以回收
几种常见的GC roots
1,虚拟栈中引用的对象
2,方法区的中静态变量常量
3,本地方法栈中引用的对象
4,JVM的内部引用,如各种异常对象
5,sync持有的对象

四种引用类型

1,强引用,直接new的对象,存活则不能回收
2,软引用,SoftReference,发生oom前,即使存活,依然可以会被回收,一般用在缓存
3,弱引用,WeakReference,发生GC,就能被回收
4,虚引用,PhantomReference,随时可能会被回收,日常开发一般很少用到

对象分配策略

1,优先分配在堆的eden区
2,大对象直接进入old区
3,长期存活的对象的进入old区(15)
4,开启逃逸分析后,如果分析认为对象的生命周期只在方法内,则进行栈上分配,减少GC压力

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