java创建对象,虚拟机做了什么

在java中使用new 关键字即可完成一个对象的创建,创建对象就是如此简单。在这个过程中虚拟机又经历了什么过程呢?

1.虚拟机处理new指令

虚拟机在接收到一个new指令时,首先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经被加载,解析和初始化过。如果没有,必须先执行类的加载过程。

2.虚拟机为对象分配内存

在类加载检查通过后,虚拟机为新对象分配内存,需要的内存大小在类加载时就已经确定。为对象分配内存就是在java堆中划出一块确定大小的内存。分配内存有如下两种方式:
指针碰撞:
假设java堆中内存是绝对规整的,使用多的内存放在一边,未使用的内存放在另一边,中间有一个指针作为分界点指示器。分配内存时把指示器向未使用的内存一边移动对象确定大小的距离,就完成了内存分配。
空闲列表:
java堆中的内存并不规整,使用的和未使用的内存相互交织在一起,就不能使用指针碰撞了。虚拟机维护一个列表,记录哪些内存块是可用,在分配内存的时候从列表中找到一块足够大的内存分配给新对象,并更新列表。

选择哪种分配方式是有java堆是否规整决定,而java堆是否规整由所使用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。
在虚拟机中对象的创建时非常频繁的行为,即便是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A 对象分配内存,指针还没来得及修改,对象B又同时使用原来的指针来分配内存的情况。有两种方案解决此问题:

  1. 虚拟机采用CAS配上失败重试保证更新操作的原子性。

2.把内存分配的操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,称为本地线程分配缓冲(TLAB),哪个线程要分配内存,就在哪个线程的TLAB上进行,只有TLAB用完并需要分配新的内存时,才需要进行同步锁定。

3.初始化内存空间为零值

在内存分配完成后,虚拟机需要将分配到的内存控件都初始化为零值(不包括对象头),如果使用TLAB ,这一过程也可以提前到TLAB分配时进行。这一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零值。

4.虚拟机对对象进行设置

在将内存空间初始化零值之后,需要对对象进行必要的设置,如 这个对象是哪个类的实例,怎样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,这些信息都保存在对象头中。

5. 对象数据的初始化

从虚拟机角度来看,一个新的对象已经产生了,从java程序的角度来看,对象的创建才刚刚开始--init方法没有执行,所有字段都是零值。执行完new指令之后会接着执行init方法,把对象安装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。

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