大家好，我是小牛~我写文章的过程一般是边看书边看博客边做笔记，过段时间再发这些笔记总结成文章和输出，这样才能加深影响力，文章的质量也不会太低。这篇文章的草稿笔记决定开始写，其实已经一个月了。想着趁着寒假，甩掉恶心的深度学习，把JVM知识点全扫一遍，顺理成章。我只是储存了几篇文章。谁知回家后无心读书，只能每天刷几下LeetCode来弥补第二天积累的焦虑和愧疚。停止，废话结束。今天介绍两个JVM中高频的基础问题：对象的创建过程（一个新对象在堆中的历史）和堆上对象分配的两种方法。对象创建过程分为五步，如下图：感觉JVM如果不看GC收集器（滑稽），好像老规矩不多，背诵版在文章的结尾。点击阅读原文直达我收集整理的各大厂面试真题。对象创建过程的第一步是类加载检查。所谓类加载检查，就是检测我们要new出的对象的类是否已经被JVM成功加载，解析并初始化（具体的类加载过程会在后续的文章中详细讲解~）具体来说，当Java虚拟机遇到字节码new指令时：1）首先查看常量池表（ConstantPoolTable）能否找到该类对应的符号引用这里可以回顾一下常量池表（ConstantPoolTable）的概念：用于存放编译过程中产生的各种字面量（字面量在Java语言层面相当于常量字面串、常量值等概念declaredfinal等）和符号引用。有些文章会把类常量池表称为静态常量池。它们都是常量池。常量池表和方法区的运行时常量池有关系吗？运行时常量池有什么用？运行时常量池可以在运行时解析类常量池表中的符号引用，供直接引用。简单的说，类常量池表相当于一堆索引。运行时常量池使用这些索引来查找相应方法或字段的类型信息、名称和描述符信息。2）然后到方法区的运行时常量池中查找符号引用指向的类是否已经被JVM加载、解析和初始化。如果没有，则先执行相应的类加载过程。如果是，则转到下一步并为新对象分配内存。最后，如果以后创建了这个对象，那肯定是有地方放的吧？那么JVM就会为新对象分配内存空间。至于JVM怎么知道要分配多少空间呢？实际上，对象需要的内存大小在类加载完成后就可以完全确定了。在Hotspot虚拟机中，对象在内存中的布局可以分为三个区域：对象头、实例数据和对齐填充。1）Hotspot虚拟机的对象头包括两部分信息：第一部分用于存放对象本身的运行时数据（如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、持有的锁thread,biasedthreadID,biastimestamp等，这部分数据的长度在32位和64位虚拟机中分别是32位和64位（没有开启压缩指针），官方称之为《标记词》。学过synchronized的小伙伴们一定很熟悉吧~）另一部分是类型指针，即对象指向其类型元数据的指针。虚拟机使用这个指针来确定对象是哪个类的实例。2）实例数据部分存储了这个对象真正有效的信息，即程序代码中定义的各类字段的内容，无论是继承自父类还是定义在子类中，都必须记录。3）alignmentpadding部分不是必须的，没有特殊意义，只是占位。因为Hotspot虚拟机的自动内存管理系统要求对象的起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说，对象的大小必须是8字节的整数倍。对象头部分恰好是8字节的倍数（1倍或2倍），因此，当对象实例数据部分不对齐时，需要通过对齐填充来完成。堆上对象的两种分配方式。为一个对象分配内存空间的任务一般来说就是从Java堆中为这个对象划分出一定大小的内存块。根据堆中的内存是否规律，有两种划分方式，或者说在堆上分配对象有两种方式：1）假设Java堆中的内存是绝对规律的，所有使用过的内存都放在aside，空闲内存放在另一边，中间放一个指针作为分界点的指示。分配的内存只是将指针移动到空闲空间的距离等于对象的大小。这种分配方式叫做Forpointercollision(BumpThePointer)2）如果Java堆中的内存不规则，已用内存和空闲内存相互交错，那么就没有办法简单的bumpthepointer，并且虚拟机必须维护一个列表来记录哪些内存块是可用的。分配时，从链表中找到足够大的连续空间分配给这个对象，并更新链表上的记录。这种分配方式称为空闲列表（FreeList）。选择哪种分配方式取决于Java堆是否规则。那么同学们会问，谁来决定堆是否规则呢？Java堆是否规则取决于所使用的垃圾收集器是否具有空间压缩（Compact）由垃圾收集器的能力决定（或者由垃圾收集器采用的垃圾收集算法，见后续文章对于具体的垃圾收集算法）：因此，在使用Serial、ParNew等带有compaction过程的收集器时，系统使用的分配算法是指针碰撞，简单高效。当使用基于Sweep算法的收集器时，比如CMS，理论上只能使用更复杂的freelist来分配内存。创建对象时的并发安全问题。另外，在Whencreatingmemoryforobjects中，还有一个问题需要考虑：并发安全问题。对象创建是虚拟机中非常频繁的行为。以上面介绍的指针碰撞方式为例，即使只修改了一个指针，在并发情况下也不是线程安全的。对象A分配内存，指针还没来得及修改，另一个线程创建对象B，同时使用原来的指针分配内存。解决这个问题有两种方案：方案一：CAS+失败重试：CAS大家都应该很熟悉，比较交换，乐观锁方案，如果失败就重试，直到成功。方案二：本地线程分配缓冲区（ThreadLocalAllocationBuffer，TLAB）：每个线程在堆中预先分配一小块内存，每个线程拥有的这一小块内存称为TLAB。哪个线程要分配内存，就在那个线程的TLAB中分配，这样各个线程互不干扰。如果一个线程的TLAB用完了，那么虚拟机就需要为它分配一个新的TLAB，然后需要同步锁。是否使用TLAB可以通过-XX:+/-UseTLAB参数设置。零值初始化内存分配完成后，JVM会将分配的内存空间（当然不包括对象头）初始化为零值，比如将boolean字段初始化为false，int字段初始化为0等。-by-step操作确保对象的实例字段可以在Java代码中直接使用而无需赋初值，从而程序可以访问这些字段的数据类型对应的零值。如果使用TLAB，初始化零值的工作可以在分配TLAB时提前完成，顺便设置对象头。上面我们说过，对象在内存中的布局可以分为三个区域：对象头（ObjectHeader）、Instancedata和alignmentpaddingAlignmentpadding是没有意义的数据。在上一步中，我们将实例数据初始化为零，那么对象头中的其余信息就不用多说了。一些赋值操作：比如对象是哪个类的实例，如何找到类的元数据信息，对象的哈希码，对象的GC分代年龄等信息。根据虚拟机当前的运行状态，比如是否开启偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。执行完init方法的以上四步之后，从JVM的角度来看，一个新的对象其实已经成功诞生了。但是从我们程序员的角度来看，这个对象确实已经创建了，只是没有按照我们定义的构造函数进行赋值，所有的字段还是默认的零值。构造器就是Class文件中的()方法。一般来说，()方法会在new指令之后执行，对象会按照构造函数的意图进行初始化，这样才会完整的构造出一个真正可用的对象，皆大欢喜。最后放上本题的背诵版：
