对象的实例化

创建对象的方式

• new（最常见的方式），变形1:Xxx的静态方法（单例模式），变形2:XxxBuilder/XxxFactory的静态方法
• Class的newInstance():反射的方式，只能调用空参的构造器，且必须是public
• Constructor的newInstance(Xxx):反射的方式，可以调用空参，带参的构造器，权限没有要求。
• 使用clone():不调用任何构造器，当前类需要实现Cloneable接口，实现clone()
• 使用反序列化：从文件中，从网络中获取一个对象的二进制流
• 利用第三方库Objenesis

对象的创建过程

1.判断对象对应的类是否加载，链接，初始化

当虚拟机遇到一条new指令， 首先去检查这个指令的参数，能否在Metaspace的常量池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（及判断类元信息是否存在）如果没有，那么在双亲委派模式下，使用当前类加载器以ClassLoader+包名+类名为key，进行查找对应的.class文件，如果没有找到文件，则抛出ClassNotFoundException异常。如果找到，则进行类加载并生成对应的class类对象？

2.为对象分配内存

首先，计算对象占用空间大小，接着在堆中划分一块内存给新对象，如果实例成员变量是引用变量，仅分配引用变量空间即可，即四个字节大小。

在对对象分配内存时，有两种分配方式，一种是指针碰撞，一种是空闲列表，选择哪种分配方式由Java堆是否规整决定，而Java堆是否规整，又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。

内存空间是规整的

• 如果垃圾收集器，选择的是Serial， Parnew这种基于压缩算法的，虚拟机采用这种分配方式，一般使用带有（compact）整理过程的收集器时使用指针碰撞。
• 如果内存是规整的，那么虚拟机将采用的是指针碰撞法来为对象分配内存，意思是所有用过的内存放在一边，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，分配内存就仅仅是把指针向空闲那边挪动一段与对象大小相等的距离罢了。

内存空间不规整

• 如果内存不是规整的，已使用的内存和未使用的内存相互交错，那么虚拟机将采用的是空闲列表法来为对象分配内存，意思是虚拟机维护了一个列表，记录上哪些内存块是可用的，再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，并更新列表上的内容，这种分配方式称为为空闲列表。

3.处理并发安全问题

• 采用CAS失败重试，区域加锁保证更新的原子性
• 每一个线程预先分配一块TLAB

4.初始化分配到的空间

• 所有属性设置默认值，保证对象实例字段在不赋值时可以直接使用。

5.设置对象的对象头

将对象的所属类（即类的元数据信息），对象的hashcode和对象的GC信息，锁信息等数据储存在对象的对象头中，这个过程的具体设置方式取决于JVM实现。

6.执行init方法进行初始化

在Java程序的视角看来，初始化才正式开始，初始化成员变量，执行实例化代码块，调用类的构造方法，并把堆中对象的首地址赋值给引用变量。

因此一般来说（由字节码中是否跟随有invkespecial指令所决定），new指令之后会接着就是执行方法，把对象按照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创建出来。

对象的内存布局

1.对象头

• 运行时元数据：哈希值，GC分代年龄，锁标志，线程持有的锁，偏向线程ID，偏向时间戳
• 类型指针：指向类元数据InstanceKlass，确定更该对象所属的类型

说明

• 如果是数组，还需记录数组的长度

2.实例数据

规则

• 相同宽度的字段总是被分配在一起
• 父类中定义的变量会出现在此类之前
• 如果CompactFields参数为true，子类的窄变量可能插入到父类变量的空隙。

说明

• 它是对象真正储存的有效信息，包括程序代码中定义的各种类型的字段，包括父类继承下来的和本身拥有的字段。

3.对齐填充

规则

• 实例对象在内存中所占大小必须为8字节的倍数， 如果不满足就需要填充字节，使其最终占用大小符合8字节的倍数。

图示

对象的访问定位

句柄访问

图示

好处

reference中储存稳定句柄地址，对象被移动（垃圾收集时移动对象很普遍）时只会改变句柄中实例数据指针即可，reference本身不需要被修改。

直接指针

图示

好处

reference中储存的就是对象的地址，如果只是访问对象本身的话就不需要多一次间接访问的开销