对象的内存布局
- 在HotSpot虚拟机中，对象的内存中的布局可以分为3块区域：对象头，实例数据和对齐填充。
对象头
Mark Word
- 用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码、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，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为
32bit和64bit，称为“Mark Word”。 - 对象需要存储的运行时数据有很多，其实已经超过了32bit、64bit的Bitmap能够记录的限度，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
非固定的数据结构以便在极小的空间中存储极可能多的数据。它会根据对象的状态复用自己的存储空间。 - 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空间分布如下：
| 存储内容 | 占用空间 |
|---|---|
| 对象哈希码 | 25bit |
| 对象分代年龄 | 4bit |
| 锁标志位 | 2bit |
| 固定值0 | 1bit |
-
其他状态下对象的存储内容见下表
| 存储内容 | 标志位 | 状态 |
|---|---|---|
| 对象哈希码、对象分代年龄 | 01 | 未锁定 |
| 指向锁记录的指针 | 00 | 轻量级锁定 |
| 指向重量级锁的指针 | 10 | 膨胀（重量级锁定） |
| 空，不需要记录信息 | 11 | GC标记 |
| 偏向线程ID、偏向时间戳、对象分代年龄 | 01 | 可偏向 |
类型指针
- 类型指针，即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。
数组的情况
- 如果一个对象是Java数组，那么对象头中还必须有一块用来记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通的Java对象的元数据来确定一个对象的大小，但是从数组的元数据中却无法确定数组的大小
实例数据
- 实例数据是真正的存储的有效数据，也就是程序中定义的各种类型的字段内容。
对齐填充
- 对齐填充其实并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpot的自动内存管理系统对象起始位置和结束位置必须是8字节的整数倍，也就是说对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头部分正好是8字节的整数倍，因此，当对象实例数据部分没有对齐的话，就需要对齐填充部分来补全。
对象的访问方式
- Java程序通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。reference数据到对象实例数据之间的访问方式，目前主流的访问方式有
使用句柄和直接指针两种。
句柄池
通过句柄访问对象
- 如果使用句柄访问的话，那么Java堆中需要划分出一片内存作为句柄池，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。
直接指针
通过直接指针访问对象
- 如果使用直接指针访问，那么reference中存储的就是对象地址。Java堆的布局中就必须考虑如何放置访问类型的相关数据
使用句柄 VS 直接指针
- 使用句柄的最大好处就是
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 - 使用直接指针的最大好处及时
速度更快,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，因此这类开销越少越好。 - HotSpot中使用的直接指针的方式访问对象。
网友评论