Java虛擬機器（3）物件建立、記憶體區域及訪問定位
1. 物件的建立
當Java虛擬機器遇到一條位元組碼new指令時，就會開始虛擬機器中物件的建立：
1.1 類載入檢查
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檢查new指令的引數是否能在常量池中定位到一個類的符號引用
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檢查這個符號引用代表的類是否已被載入、解析和初始化過；
如果沒有，那必須先執行相應的類載入過程。
1.2 為物件分配記憶體
物件所需記憶體的大小在類載入完成後便可完全確定，等同於把一塊確定大小的記憶體塊從Java堆中劃分出來。
選擇哪種分配方式由Java堆是否規整決定，Java堆是否規整又由所採用的垃圾收集器是否帶有空間壓縮整理（Compact）的能力決定。
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規整
即所有被使用過的記憶體都被放在一邊，空閒的記憶體被放在另一邊；
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不規整
已被使用的記憶體和空閒的記憶體相互交錯在一起。
分配方式：
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指標碰撞 - Bump The Pointer（規整）
已使用記憶體在一邊，未使用記憶體在另一邊，中間放一個作為分界點的指示器；
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空閒列表 - Free List（不規整）
虛擬機器維護一個列表，記錄上哪些記憶體塊是可用的，在分配的時候從列表中找到一塊足夠大的空間劃分給物件例項，並更新列表上的記錄。
注意：物件建立在虛擬機器中是非常頻繁的操作，即使僅僅修改一個指標所指向的位置，在併發情況下也會引起執行緒不安全。
執行緒安全問題解決：
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對分配記憶體空間的動作進行同步處理
採用CAS配上失敗重試的方式保證更新操作的原子性；
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本地執行緒分配緩衝（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）
把記憶體分配的動作按照執行緒劃分在不同的空間之中進行，每個執行緒在Java堆中預先分配一小塊記憶體，哪個執行緒要分配記憶體，就在哪個執行緒的本地緩衝區中分配，只有本地緩衝區用完了，分配新的快取區時才需要同步鎖定。虛擬機器是否使用TLAB，可以通過-XX：+/-UseTLAB引數來設定。
1.3 初始化零值
記憶體分配完成之後，虛擬機器必須將分配到的記憶體空間（但不包括物件頭）都初始化為零值。
如果使用了TLAB的話，這一項工作也可以提前至TLAB分配時順便進行。
保證了物件的例項欄位在Java程式碼中可以不賦初始值就直接使用，使程式能訪問到這些欄位的資料型別所對應的零值。
1.4 物件頭設定
Java虛擬機器還要對物件進行必要的設定，存放在物件的物件頭（Object Header）之中：
物件是哪個類的例項、如何找到類的元資料資訊、物件的雜湊碼（實際上物件的雜湊碼會延後到真正呼叫Object::hashCode()方法時才計算）、物件的GC分代年齡等。
1.5 按意圖初始化
對物件進行必要設定後，從虛擬機器的視角來看，一個新的物件已經產生了。Java 程式開發來說，物件建立才剛開始，需要進行一些初始化操作。new指令之後會接著執行
總結
2.物件的記憶體佈局
在HotSpot虛擬機器裡，物件在堆記憶體中的儲存佈局可以劃分為三個部分：物件頭（Header）、例項資料（Instance Data）和對齊填充（Padding）。
2.1 物件頭
物件頭主要包含兩部分：
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用於儲存物件自身的執行時資料（Mark Word）；
如雜湊碼（HashCode）、GC分代年齡、鎖狀態標誌、執行緒持有的鎖、偏向執行緒ID、偏向時間戳等；
被設計成一個有著動態定義的資料結構，以便在極小的空間記憶體儲儘量多的資料，根據物件的狀態複用自己的儲存空間。
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型別指標，即物件指向它的型別元資料的指標。
通過這個指標來確定該物件是哪個類的例項，但並不是所有的虛擬機器實現都必須在物件資料上保留型別指標。
如果物件是一個Java陣列，那在物件頭中還必須有一塊用於記錄陣列長度的資料，因為虛擬機器可以通過普通Java物件的元資料資訊確定Java物件的大小，但是如果陣列的長度是不確定的，將無法通過元資料中的資訊推斷出陣列的大小。
2.2 例項資料
物件真正儲存的有效資訊，即我們在程式程式碼裡面所定義的各種型別的欄位內容。
無論是從父類繼承下來的，還是在子類中定義的欄位都必須記錄起來。
這部分的儲存順序會受到虛擬機器分配策略引數（
-XX：FieldsAllocationStyle引數）和欄位在Java原始碼中定義順序的影響。
2.3 對齊填充
佔位符作用。
由於
HotSpot虛擬機器的自動記憶體管理系統要求物件起始地址必須是8位元組的整數倍，換句話說就是任何物件的大小都必須是8位元組的整數倍。物件頭部分已經被精心設計成正好是8位元組的倍數（1倍或者2倍），因此，如果物件例項資料部分沒有對齊的話，就需要通過對齊填充來補全。
總結
3. 物件的訪問定位
建立物件後續如何使用該物件?
我們的Java程式會通過棧上的reference資料來操作堆上的具體物件。
由於reference型別在《Java虛擬機器規範》裡面只規定了它是一個指向物件的引用，並沒有定義這個引用應該通過什麼方式去定位、訪問到堆中物件的具體位置，所以物件訪問方式也是由虛擬機器實現而定的，主流的訪問方式主要有使用控制代碼和直接指標兩種。
3.1 控制代碼
Java堆中將可能會劃分出一塊記憶體來作為控制代碼池，reference中儲存的就是物件的控制代碼地址，而控制代碼中包含了物件例項資料與型別資料各自具體的地址資訊
3.2 直接指標
reference中儲存的直接就是物件地址。
總結
本文主要介紹了JVM物件建立、物件記憶體佈局、物件訪問定位，接下來會進一步閱讀《深入理解Java虛擬機器》,並進行更多內容的講解、總結。
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