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。在語言層面上，建立物件（例如克隆、反序列化）通常僅僅是一個new關鍵字而已，而在虛擬機器中，物件（文中討論的物件限於普通Java物件，不包括陣列和Class物件等）的建立又是怎樣一個過程呢？

一、幾個概念

1、執行時常量池

執行時常量池是方法區的一部分，用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用。記憶體不夠會丟擲OutOfMemoryError異常。

2、字面量：

文字字串、宣告為final的常量值等

3、符號引用：

包括了下面三類常量：

1. 類和介面的全限定名
2. 欄位的名稱和描述符
3. 方法的名稱和描述符

虛擬機器載入Class檔案需要進行動態連線。虛擬機器執行時，需要從常量池中獲取對應的符號引用，再在類建立時或執行時解析、翻譯到具體的記憶體地址之中。

符號引用理解：

符號引用以一組符號來描述所引用的目標，符號可以是任何形式的字面量，只要使用時能夠無歧義的定位到目標即可。例如，在Class檔案中它以CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info等型別的常量出現。符號引用與虛擬機器的記憶體佈局無關，引用的目標並不一定載入到記憶體中。在J中，一個java類將會編譯成一個class檔案。在編譯時，java類並不知道所引用的類的實際地址，因此只能使用符號引用來代替。比如org.simple.People類引用了org.simple.Language類，在編譯時People類並不知道Language類的實際記憶體地址，因此只能使用符號org.simple.Language（假設是這個，當然實際中是由類似於CONSTANT_Class_info的常量來表示的）來表示Language類的地址。各種虛擬機器實現的記憶體佈局可能有所不同，但是它們能接受的符號引用都是一致的，因為符號引用的字面量形式明確定義在Java虛擬機器規範的Class檔案格式中。

4、表

常量池中每一項常量都是一個表。JDK1.7中共有14中表，每個表的第一位是一個ul型別的標誌位（tag，取值為每個常量的標誌），代表當前這個常量是屬於哪一種型別。比如建立物件過程中涉及到的CONSTANT__Class_info(類或介面的符號引用)，它的結構為：

tag是標誌位，用於區分常量型別；name_index是一個索引值，指向常量池中一個CONSTANT__Utf8_info型別常量，此常量代表了這個類或者介面的全限定名。

二、建立過程

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號引用，並且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，具體載入過程這裡略過。

2、分配記憶體（指標碰撞和空閒列表的選擇）

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。

（1）指標碰撞：假設Java堆中記憶體是絕對規整的，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，那所分配記憶體就僅僅是把那個指標向空閒空間那邊挪動一段與物件大小相等的距離，這種分配方式稱為“指標碰撞”（Bump the Pointer）。

（2）空閒列表：如果Java堆中的記憶體並不是規整的，已使用的記憶體和空閒的記憶體相互交錯，那就沒有辦法簡單地進行指標碰撞了，虛擬機器就必須維護一個列表，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，這種分配方式稱為“空閒列表”（Free List）。

（3）選擇依據：
選擇哪種分配方式由 Java堆是否規整決定，而Java堆是否規整又由所採用的垃圾收集器是否帶有壓縮整理功能決 定。因此，在使用Serial、ParNew等帶Compact過程的收集器時，系統採用的分配演算法是指標碰撞，而使用CMS這種基於Mark-Sweep演算法的收集器時，通常採用空閒列表。

HotSpot採取G1垃圾回收器，其具有壓縮整理功能，系統採用的分配演算法是指標碰撞。

3、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。解決這個問題有兩種方案，一種是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；另一種是把記憶體分 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）。哪個執行緒要分配內 存，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。

4、零值初始化

記憶體分配完成後，虛擬機器需要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TLAB，這一工作過程也可以提前至TLAB分配時進行。這一步操作解釋了物件的例項欄位在Java程式碼中為什麼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。

5、由物件頭資訊設定物件

接下來，虛擬機器要對物件進行必要的設定，例如這個物件是哪個類的例項、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對 象頭（Object Header）之中。根據虛擬機器當前的執行狀態的不同，如是否啟用偏向鎖等，物件頭會有不同的設定方式。

在上面工作都完成之後，從虛擬機器的視角來看，一個新的物件已經產生了。但從Java程 序的視角來看，物件建立才剛剛開始——＜init＞方法還沒有執行，所有的欄位都還為零。

6、執行初始化和構造器

class是從子類到基類依次查詢，有關靜態初始化的動作從基類到子類依次執行。在為所建立物件的儲存空間清零後，找到繼承鏈中最上層的基類： 然後從基類到子類依次執行以下這兩步操作。

（1）執行其出現在域定義處的初始化動作 ；
（2）然後再執行其構造器 。

7、例子

以建立Pernson物件為例，分析物件建立過程中在記憶體中的分配情況

/**
 * Created by wqh on 2017/7/9.
 */
public class Person
{
    //成員屬性
    private String name;
    private int age;
    private static String Country = "CN";
    DemoTest dTest = new DemoTest();

    //建構函式
    public Person(String name, int age)
    {
        System.out.println("這是person的建構函式");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    //構造程式碼塊
    {
        System.out.println("這是person的構造程式碼塊");
    }

    //靜態程式碼塊
    static
    {
        System.out.println("這是person類的靜態程式碼塊");
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        Person p = new Person("wqh",24);
    }
}

class DemoTest
{
    public DemoTest()
    {
        System.out.println("這是一個測試的類");
    }
}

這是person類的靜態程式碼塊
這是一個測試的類
這是person的構造程式碼塊
這是person的建構函式

首先要明確的一點是： 類的成員變數在不同物件中各不相同，都有自己的儲存空間(儲存在各自物件所佔用的堆記憶體空間中)。
而類的方法卻是該類的所有物件共享的，它們存放在了方法區中，各方法的引用儲存在了常量池中。方法區優先於物件存在而且物件只儲存了成員變數和一些地址資訊。

首先棧中的main函式執行Person = new Person("wqh",24);這個簡單的語句會涉及到如下幾個步驟：
1、由於是要建立Person類物件，java虛擬機器（JVM）先去找Person.class檔案，如果有的話，將其載入到記憶體。
2、將型別資訊（包括靜態變數，方法等）載入進方法區。
3、執行該類中static程式碼塊。
4、到這時才進行堆記憶體空間的開闢，併為物件分配首地址。
5、在堆記憶體中建立物件的成員屬性，並對其進行初始化（先進行預設初始化再進行顯示初始化)。
6、進行構造程式碼塊的初始化，由此看出構造程式碼塊初始化的優先順序要高於物件建構函式的初始化。
7、物件的建構函式進行初始化。
8、將堆記憶體中的地址（引用）賦給棧記憶體中的p變數。