我正在参加「掘金·启航计划」 今天我们来讲讲JVM堆内存中对象的内存布局 。在HotSpot虚拟机里,对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)。 HotSpot虚拟机对象的对象头部分包括两类信息。第一类是用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码 (HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等,这部分数据的长度在 32位和64位的虚拟机(未开启压缩指针)中分别为32个比特和64个比特,官方称它为“Mark Word”。对象需要存 储的运行时数据很多,其实已经超出了32、64位Bitmap结构所能记录的最大限度,但对象头里的信息是与对象自 身定义的数据无关的额外存储成本,考虑到虚拟机的空间效率,Mark Word被设计成一个有着动态定义的数据结 构,以便在极小的空间内存储尽量多的数据,根据对象的状态复用自己的存储空间。例如在32位的HotSpot虚拟 机中,如对象未被同步锁锁定的状态下,Mark Word的32个比特存储空间中的25个比特用于存储对象哈希码,4 个比特用于存储对象分代年龄,2个比特用于存储锁标志位,1个比特固定为0。对象头的另外一部分是类型指针, 即对象指向它的类型元数据的指针,Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。
接下来实例数据部分是对象真正存储的有效信息,即我们在程序代码里面所定义的各种类型的字段内 容,无论是从父类继承下来的,还是在子类中定义的字段都必须记录起来。这部分的存储顺序会受到 虚拟机分配策略参数(-XX:FieldsAllocationStyle参数)和字段在Java源码中定义顺序的影响。 HotSpot虚拟机默认的分配顺序为longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops (Ordinary Object Pointers,OOPs),从以上默认的分配策略中可以看到,相同宽度的字段总是被分 配到一起存放,在满足这个前提条件的情况下,在父类中定义的变量会出现在子类之前。如果HotSpot 虚拟机的+XX:CompactFields参数值为true(默认就为true),那子类之中较窄的变量也允许插入父类 变量的空隙之中,以节省出一点点空间。 对象的第三部分是对齐填充,这并不是必然存在的,也没有特别的含义,它仅仅起着占位符的作用。 由于HotSpot虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍,换句话说就是任何 对象的大小都必须是8字节的整数倍。对象头部分已经被精心设计成正好是8字节的倍数(1倍或者2 倍),因此,如果对象实例数据部分没有对齐的话,就需要通过对齐填充来补全。