深入理解JVM之Java对象的创建、内存布局、访问定位详解

Java对象的创建

在Java中，创建对象最常见的方法就是使用关键字new，通过调用构造方法创建对象。在创建对象时，会先在堆内存中申请一块连续的内存空间，用于存储对象的属性。

Java对象的创建过程可以分为以下几个步骤：

1. 加载类：在Java程序中使用到某个类时，JVM会首先查找并加载该类的类文件。
2. 验证类：JVM会对类文件进行验证，以确保类文件的正确性和安全性。
3. 准备工作：JVM会为类变量（即静态变量）和常量池分配内存空间。
4. 初始化：JVM会执行类构造器方法（若该类存在），并初始化类变量和静态代码块。

Java对象的内存布局

Java对象在内存中的表示实际上是一块连续的内存空间，其中包含对象头、实例数据和对齐填充三部分。

对象头

对象头是Java对象在内存中的开头部分，用于存储对象的元数据。对象头的大小和内容会根据不同的JVM实现和对象状态而有所不同，但通常包含以下几个部分：

• Mark Word：用于存储对象的哈希码、锁定状态等信息。
• Klass Pointer：指向对象所属类的元数据信息，包括类的名称、方法和属性等信息。
• 数组长度：仅用于表示数组对象的长度，非数组对象的对象头不包含此字段。

实例数据

实例数据是对象在内存中的主要部分，用于存储对象的非静态属性。实例数据包含了对象所有的属性和方法，按照定义的顺序在内存中排列。

对齐填充

为了满足CPU的对齐要求，JVM可能会在对象头和实例数据之间插入一些字节，使得对象的大小是8的倍数。

Java对象的访问定位

Java对象的访问定位指的是通过引用变量访问对象时，JVM是如何定位到对象的内存地址的。

在Java中，对象的访问定位可分为以下两种方式：

1. 直接指针：通过Java对象的指针直接访问对象。
2. 句柄指针：通过句柄（handle）访问对象，句柄是一种间接指针，包含了对象的指针和类型数据。

在直接指针模式下，引用变量实际上保存的就是对象的指针，通过引用变量可以直接访问对象。

在句柄指针模式下，引用变量保存的是句柄的指针，通过句柄可以访问对象的指针和其他类型数据。

例如，假设有以下Java代码：

Person p = new Person();
p.setName("Tom");

在直接指针模式下，变量p实际上保存的是对象的指针，在调用setName方法时可以直接访问对象。

在句柄指针模式下，变量p保存的是句柄的指针，可以通过句柄访问对象的指针以及其他类型数据。