细说jvm(二)、java对象创建过程

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之前的文章

1、细说jvm(一)、jvm运行时的数据区域

上篇大体说了jvm运行时候的数据区域,这篇我们来说说对象创建的过程。注意哈,这篇文章应该是对你写高性能的代码是有帮助的。

对象真的是振奋单身狗们心灵的一个词,在面向对象编程里面就更爽了,想new多少就new多少,想new什么样的就new什么样的。

好了,说正经的,对象创建是我们编程中做的非常频繁的一件事情,那么对象创建都经历了什么过程呢?我们这篇里面仅仅说遇到new指令时候所进行的操作。

我们以下面这段代码为例

// 这个类仅仅有个main方法,main方法仅仅new了个对象而已
public class TestNew {
    public static void main(String[] args) {
        new MyEntity(1,"a");
    }
}
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MyEntity.java

@Setter
@Getter
// 仅仅是两个属性以及空参和无参构造
public class MyEntity {

    private Integer id;

    private String name;

    public MyEntity(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public MyEntity(Integer id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
}
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我们不多BB,直接javap -v TestNew.class,来看main方法字节码(别害怕,我一句一句解释给你)

如下是main方法对应字节码 为了方便讲解,我把它粘了下来:

// 注意哈,你需要重点关注的只有我注释的5-12的地方,其他的跟着看一遍就行
// 注意哈,你需要重点关注的只有我注释的5-12的地方,其他的跟着看一遍就行
// 注意哈,你需要重点关注的只有我注释的5-12的地方,其他的跟着看一遍就行   重要的事情说三遍
public static void main(java.lang.String[]);
    // 1. 这个descriptor 描述的是方法的参数是string类型的数组,最后这个大写的V表示是个void的返回值类型
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    // 2. 方法描述符,下面的两个值说明是个public 的 static 方法
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    // 3. Code表示是方法的代码部分
    Code:
    // 4.栈桢中的操作数栈的深度是4,局部变量个数是1,方法参数的个数是1
      stack=4, locals=1, args_size=1
      // 5.遇到了一条new指令,然后创建了一个空的对象,执行默认的初始化逻辑(这里没有为成员属性赋值)
         0: new           #2                  // class com/example/demo/asmtest/MyEntity
         // 6. 把对象的引用压到操作数栈的栈顶
         3: dup
         // 7. 把int类型值为1的这个数压到操作数栈栈顶
         4: iconst_1
         // 8. 给1执行了一下Integer.valueof方法,这个因为id类型是Integer,但你给的1实际是int
         5: invokestatic  #3                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
         // 9. 把字符串”a“从常量池压到栈顶,ldc这个指令是把int,float,string类型的值从常量池加载到栈顶
         8: ldc           #4                  // String a
         // 10. 调用MyEntity的构造方法。为什么是这时候调用?因为需要的两个变量这时候已经准备好了
        10: invokespecial #5                  // Method com/example/demo/asmtest/MyEntity."<init>":(Ljava/lang/Integer;Ljava/lang/String;)V
         // 11. 上一步创建出来的对象由于没有用变量去接收,所以直接用pop指令弹出
        13: pop
        // 12. 方法结束返回到调用它的地方
        14: return
        // 13. LineNumberTable是方法的行号表,这是调试用的
      LineNumberTable:
        line 8: 0
        line 9: 14
        // 14。 LocalVariableTable是局部变量表,也是属于调试信息
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      15     0  args   [Ljava/lang/String;
        // 15. MethodParameters是方法参数表
    MethodParameters:
      Name                           Flags
      args
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我们一点一点的来说,第5句这里其实做了很多事情,大概如下:

  1. 首先检查这个new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、验证、准备、解析、和初始化过。如果没有那就表明该类还没有被虚拟机加载无法创建,需要先执行类的加载过程(这里这个类其实就是MyEntity)。

  2. 类加载检查之后,jvm在java堆中按照 “指针碰撞” 或者 “空闲列表” 的方式为新生的对象分配内存,分配内存的大小在类加载完成后便可完全确定(由于我们使用的垃圾回收器是CMS,所以是按照空闲列表的方式来的)。

  3. 内存分配完成之后,jvm需要将分配到的内存空间进行初始化零值(不包含对象头),该步骤保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就可以直接使用,程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。(实例变量无需初始化即可被程序使用,区别于局部变量的必须初始化才能被程序使用)

  4. 接下来对对象进行必要的设置:这个对象是哪个类的实例、如何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、这些信息存放于对象的对象头信息中。

到这里new指令做的事情就完了,接下来要填充对象实例了,也就是该给成员属性赋值了,但是成员属性的值也需要一个准备过程,你肯定觉得很奇怪,为什么还需要准备呢?我不是已经在new MyEntity(1,“a”)中把值给了吗?这是因为你给的1其实是int类型,但是id这个成员属性其实是Integer类型,因此需要装箱,因此就有了8这里这个,然后“a”是在字符串常量池的,需要从常量池中把引用加载到栈顶来,也就是9这里的操作,这里都准备好了,才在10调用了MyEntity类的构造方法初始化成员变量。10这里做的事情可以概括如下:

5.开始执行方法进行对象的初始化,按照程序猿的意愿初始化对象,到这里一个成品的对象就算是加载完了

我上面说的12345就是对象创建的完整过程,细节你可以对着字节码的看看,下一篇说对象创建过程的内存分配。

有什么问题不明白也可以在评论区问我,我并非没耐心的人,只是比较忙,你问的问题我看到的话一定会认真给你解释。

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