一、内存区域
1、程序计数器:当前线程执行的字节码的行号指示器。是线程私有的。记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。
2、虚拟机栈:线程私有,生命周期同县城。每个java方法在执行时会创建一个帧栈用于存储局部变量、操作数栈、动态链接、方法出入口等信息。局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型(boolean/int/byte/char/short/float/long/double)、对象引用等。每个方法从调用到执行,对应着一个帧栈从入栈到出栈的过程。
3、java堆:线程共享的区域。在虚拟机启动时创建。存放的是对象实例以及数组。
4、方法区:是各个线程共享区域,用于存放已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等。
二、对象的创建
虚拟机如何new一个对象呢?
虚拟机遇到一条new指令时,首先检查这个指令的参数是否定位到常量池中的一个类的符号引用,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,执行相应的类加载过程。
如何对新生对象分配内存?如果java堆内存是规整的,则用“指针碰撞”方式:如果不是规整的,则用“空闲列表”。在并发情况下非线程安全的,如何解决这个并发问题?一种是对分配内存空间进行同步处理;另一种是吧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堆中预选分配一块内存,称为本线程分配缓冲(TLAB)。哪个线程要分配内存,就在哪个线程的TLAB上分配,只有TLAB用完并分配新的TLAB时,才需要同步锁定。
三、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:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对其填充(Padding)。
Header中包括两部分:一部分是存储对象自身的运行时数据,mark word,主要是对象哈希码,GC分代、锁状态标志等;另一部分是类型指针,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。
实例数据是对象真正存储的有效信息,在程序代码中定义的各种类型的字段内容。
四、对象的访问
对象建立了,怎么来是使用对象?需要通过再栈上的引用来操作对象,通过这个引用怎么定位到堆中的对象呢?
主要是有句柄和直接指针两种方式。
句柄:java堆中会划分出一块内存来作为句柄池,reference中存放的是对象的句柄地址,句柄中存放了对象实例数据和类型数据各自的具体地址。
指针:reference中存放的是对象地址。
两种方式区别:句柄访问好处是reference中存储的是稳定的句柄地址,在对象被移动式,只会改变句柄中的实例数据指针,而reference本身不需要修改;使用直接指针好处是访问速度快,节省了一次指针的定位。