Java对象的创建、内存布局和访问定位

对象的创建

当Java虚拟机遇到一条字节码new指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析或初始化过。如果没有，那就先执行相应的类加载过程
指针碰撞：为对象分配空间的任务实际上便等同于把一块确定大小的内存块从Java堆中划分出来。假设Java堆中内存是绝对规整的，所有被使用过的内存都被放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配的内存就仅仅是把指针向空闲方向挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式称为指针碰撞
除了如何划分可用空间之外，还有一个问题需要考虑：对象在虚拟机中创建是非常频繁的行为，即使仅仅修改一个指针所指向的位置，在并发的情况下也并不是线程安全的，可能出现正在给A对象分配内存，指针还没来得及修改，对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况。遇到这种问题，我们通常有两种解决方案：

1. 一种是对分配内存空间的动作进行同步处理—实际上虚拟机是采用CAS分配上失败重试的方式保证更新操作的原子性；
2. 另一种是把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程缓冲(Thread Local Allocation Buffer , TLAB),哪个线程要分配内存，就在哪个线程的本地缓冲区中分配，只有本地缓冲区用完了，分配新的缓存区时才需要同步锁定（虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX：+/-UserTLAB参数来设定）。

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(Header)、实例数据(Instance Date)和对其填充。

1. HotSpot虚拟机对象的对象头部分包括 两类信息。第一类是用于存储对象自身的运行时数据，对象头的另一部是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针。
2. 实例数据部分是对象真正存储的有效信息，即我们在程序代码里面所定义的各种类型的字段内容。
3. 对其填充：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，对象头部分已经被精心设计成8字节的倍数，因此如果对象实例数据部分没有对齐的话，就需要通过对其填充来补全

对象的访问定位

主流的访问方式主要有使用句柄和直接指针两种如图2-2、2-3

如果对象使用句柄访问的话，Java堆中将可能会划分出一块内存作为句柄池，reference(引用)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具体的地址信息。

如果使用指针访问的话，Java堆中对象的内存布局就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息，reference中存储的直接就是对象地址，如果只是访问对象本身的话就不需要多一次间接访问的开销