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简介

JVM 内存详解 已经详细介绍了 JVM 内存的结构,本文主要讲讲 Java 对象到底是什么样子的,方便我们了解 Java 对象。

对象结构

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对象头区域

HotSpot 虚拟机的对象头包含两部分信息:

  • 第一部分是用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码、GC 分代年龄信息、锁状态标识、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等,这部分数据的长度在 32 位和 64 位虚拟机中分别为 32Bit 和 64Bit,官方称为 “Mark Word”。对需要存储的运行时数据很多,其实已经超过了 32Bit 或者 64Bit Bitmap 结构所能记录的长度,但是对象头信息是与对象自身定义的数据无关的额外存储成本,考虑到虚拟机的空间效率,Mark Word 被设计成一个非固定的数据结构已便在极小的内存空间存储尽量多的信息。它会根据对象的状态复用自己的存储空间。例如,在 32 位的 HotSpot 虚拟机中,如果对象处于未被锁定的状态下,那么 Mark Word 的 32Bit 空间中的 25bit 用于存储哈希码,4Bit 用于存储对象的分代年龄标识,2Bit 用于存储锁标示位,1Bit 固定为 0.
  • 第二部分是类型指针,即对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。并不是所有的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针,换句话说,查找对象的元数据信息并不一定要经过对象本身。如果对象是一个 Java 数组,那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据,因为虚拟机可以通过普通 Java 对象的元数据信息确定 Java 对象的大小,但是从数组的元数据中却无法确定数据的大小。

实例数据

实例数据区域存储对象有用信息,包含程序代码中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,都需要记录下来。这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数和字段在 Java 源码中定义的顺序的影响。HotSpot 虚拟机默认的分配策略为 longs/doubles、ints、shorts/charts、bytes/booleans、oops(Ordinary Object Pointers),从分配策略中可以看出,相同宽度的字段总是被分配到一起。

对齐填充

对齐填充区域也是不一定存在的内存,因为 HotSpot 虚拟机要求对象大小必须是 8 整数倍,所以当对象头与实例数据不满足时需要这块区域补充。

对象的访问定位

目前主流 JVM 访问对象的方式有两种: 使用句柄和指针。

如果使用句柄方式的话,那么 Java 堆中将会划分出一块内存来作为句柄池,reference 中存储的就是对象的句柄地址,而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息,如下图所示:

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如果通过指针访问对象,那么 Java 堆对象中就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息,而 reference 中存储直接就是对象的地址,如下图所示:

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这两种访问方式各有优势,使用句柄来访问的最大好处就是 reference 中存储的是稳定的句柄地址,在对象被移动(垃圾收集时移动对象时非常普遍的行为)时只会改变句柄中的实例数据指针,而 reference 本身不需要修改;使用指针访问方式的最大好处就是速度更快,它节省了一次指针定位的时间开销,由于对象的访问在 Java 中非常频繁,因此这类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成本。HotSpot 就是使用指针访问的方式。

参考文档

https://www.jianshu.com/p/dad3ceeb9501

https://www.jianshu.com/p/dad3ceeb9501


标 题:《Java 对象详解(从JVM角度)》
作 者:zeekling
描 述:梅干菜你个小酥饼哦。
地 址:https://www.zeekling.cn/articles/2020/01/18/1579344932298.html
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