new一個物件,到底會發生什麼
物件建立
Java是一門面向物件的程式語言,在Java程式執行過程中無時無刻都有物件被創建出來,在語言層面只是使用new關鍵字,而在虛擬機器中,物件的建立又是怎樣一個過程呢?
1.類載入檢查
虛擬機器遇到一條new 指令時,首先將去檢查這個指令的引數是否能在常量池中定位到一個類的符合引用,並且檢查這個符合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。
2.物件分配記憶體
在類載入檢查通過後,接下來虛擬機器將為新生物件分配記憶體。物件所需記憶體的大小在類載入完成後便可完全確定,為物件分配空間的任務等同於把一塊確定大小的記憶體從Java堆中劃分出來。根據Java堆中的記憶體是否規整,有2種處理方式:
1,指標碰撞(Bump the pointer)
Java堆中的記憶體是規整的,所有用過的記憶體都放在一邊,空閒的記憶體放在另一邊,中間放著一個指標作為分界點的指示器,分配記憶體也就是把指標向空閒空間那邊移動一段與記憶體大小相等的距離。例如:Serial、ParNew等收集器。
2,空閒列表(Free List)
Java堆中的記憶體不是規整的,已使用的記憶體和空閒的記憶體相互交錯,就沒有辦法簡單的進行指標碰撞了。虛擬機器必須維護一張列表,記錄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。例如:CMS這種基於Mark-Sweep演算法的收集器。併發處理:
物件建立在虛擬機器中是非常頻繁的行為,即使是僅僅修改一個指標所指向的位置,在併發情況下也並不是執行緒安全的,可能出現正在給物件A分配記憶體,指標還沒來得及修改,物件B又同時使用了原來的指標來分配記憶體的情況。處理方案有2種:
1,同步處理
對分配記憶體空間的動作進行同步處理,實際上虛擬機器採用CAS配上失敗重試的方式保證更新操作的原子性。
2,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,即每個執行緒在Java堆中預先分配一小塊記憶體,稱為本地執行緒分配緩衝(Thread Local Allocation Buffer,TLAB)。那個執行緒要分配記憶體,就在哪個執行緒的TLAB上分配,只有TLAB用完並分配新的TLAB時,才需同步鎖定。
3.記憶體空間初始化
虛擬機器將分配到的記憶體空間都初始化為零值(不包括物件頭),如果使用了TLAB,這一工作過程也可以提前至TLAB分配時進行。
記憶體空間初始化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,程式能訪問到這些欄位的資料型別所對應的零值。
4.物件設定
接下來,虛擬機器要對物件進行必要的設定,例如這個物件是那個類的例項、如何才能找到類的元資料資訊、物件的雜湊碼、物件的GC分代年齡等資訊。這些資訊存放在物件的物件頭中。
5.執行init()
在上面的工作都完成之後,從虛擬機器的角度看,一個新的物件已經產生了。但是從Java程式的角度看,物件的建立才剛剛開始init()方法還沒有執行,所有的欄位都還是零。
所以,一般來說(由位元組碼中是否跟隨invokespecial指令所決定),執行new指令之後會接著執行init()方法,把物件按照程式設計師的意願進行初始化,這樣一個真正可用的物件才算產生出來。