JVM(四)-虚拟机对象

概述：

　　上一篇文章，介绍了虚拟机类加载的过程，那么类加载好之后，虚拟机下一步该干什么呢。我们知道java是面向对象的编程语言，所以对象可以说是java'的灵魂，这篇文章我们就来介绍

虚拟机是如何创建对象、对象内存分配以及对象是如何使用的（访问定位）。由于各个虚拟机的实现不尽相同，所以这里我们以最常用的HotSpot虚拟机为例来介绍。

对象的创建：

　　对象在虚拟机中创建的步骤如下：

1. 当虚拟机遇到一条字节码new指令时，首先会去检查这个类是否被加载、解析和初始化，如果没有，则执行类加载（类加载步骤这里就不介绍了，请查看JVM(三)）。
2. 类加载检查通过后，接下来虚拟机将在堆中为新生对象分配和对象同等大小的内存。
3. 内存分配完之后，虚拟机会将分配到的内存空间（不包括对象头）都初始化为零值，保证了对象的实例字段有初始值，使得不赋值也可以使用，只是值为零而已（注意，如果是引用对象则为null）。
4. 接下来，java虚拟机还要对对象进行必要的设置，比如这个对象是哪个类的实例、如何才能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。
5. 执行Class文件中<init>()方法，即构造函数，这样一个真正可用的对象才算完全构建完成。

对象的内存布局：

　　在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头、实例数据和对其填充。

对象头：

　　HotSpot虚拟机对象的对象头部分包括两类信息：

1. 第一类是用于存储对象自身的运行数据，如何哈希码（hashcode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，官方称它为"Mark Word"。
2. 对象头的另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据指针，java虚拟机通过指针来确定该对象是哪个类型的实例。如果是数组对象，在对象头中还有一块用于记录数组长度的数据。

实例数据：

　　顾名思义，实例数据部分存储的就是实例对象的相关信息了，即我们在程序代码里面所定义的各种类型的字段内容，无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的字段都必须记录起来。

对齐填充：

　　对象的第三部分是对齐填充，这并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于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，所以

不足8的整数倍就需要补齐。

对象的访问定位：

　　创建对象自然是为了后续使用该对象，java虚拟机规范规定java程序通过虚拟机栈的reference来操作堆上的具体对象，各个虚拟机实现的访问方式也不尽相同，主流的访问方式主要使用句柄和直接指针两种，

我们先来看通过句柄的方式访问，如下图:

　　通过句柄访问，java堆中会将划分出一块内存来作句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址，句柄中包含了对象实例数据以及类型数据的地址信息。而指针访问的话，

reference中存储的直接就是对象地址，对象实例中同时还需要存指向对象类型数据的指针。如下图所示：

 　　这两种对象访问方法各有优势，直接指针访问方式，虽然访问访问速度快，但是垃圾回收的效率没有句柄池的效率高。我们常用的HotSpot是使用的直接指针的方式访问对象。