# JVM中如何创建一个对象 ## 目录 1. [前言](#前言) 2. [对象创建的基本流程](#对象创建的基本流程) - [2.1 类加载检查](#21-类加载检查) - [2.2 内存分配](#22-内存分配) - [2.3 内存空间初始化](#23-内存空间初始化) - [2.4 对象头设置](#24-对象头设置) - [2.5 构造函数执行](#25-构造函数执行) 3. [内存分配策略](#内存分配策略) - [3.1 指针碰撞](#31-指针碰撞) - [3.2 空闲列表](#32-空闲列表) - [3.3 TLAB分配](#33-tlab分配) 4. [对象的内存布局](#对象的内存布局) - [4.1 对象头](#41-对象头) - [4.2 实例数据](#42-实例数据) - [4.3 对齐填充](#43-对齐填充) 5. [对象的访问定位](#对象的访问定位) - [5.1 句柄访问](#51-句柄访问) - [5.2 直接指针访问](#52-直接指针访问) 6. [特殊对象的创建](#特殊对象的创建) - [6.1 数组对象](#61-数组对象) - [6.2 匿名对象](#62-匿名对象) - [6.3 不可变对象](#63-不可变对象) 7. [性能优化考虑](#性能优化考虑) - [7.1 逃逸分析](#71-逃逸分析) - [7.2 标量替换](#72-标量替换) - [7.3 栈上分配](#73-栈上分配) 8. [常见问题与解决方案](#常见问题与解决方案) - [8.1 OutOfMemoryError](#81-outofmemoryerror) - [8.2 内存泄漏](#82-内存泄漏) - [8.3 对象创建性能瓶颈](#83-对象创建性能瓶颈) 9. [总结](#总结) 10. [参考文献](#参考文献) ## 前言 在Java虚拟机（JVM）中，对象是程序运行时的核心实体。理解对象创建的完整过程对于编写高效Java程序至关重要。本文将深入探讨JVM中对象创建的完整生命周期，从类加载到内存分配，再到对象初始化的全过程。 ## 对象创建的基本流程 ### 2.1 类加载检查 当JVM遇到`new`指令时，首先检查该指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用： ```java // 示例代码 Object obj = new Object(); 检查步骤包括： 1. 查找当前类加载器是否已加载该类 2. 若未加载，则执行类加载过程 3. 验证类的元数据是否符合规范
JVM为新生对象分配内存时，需要考虑： - 对象所需内存大小在类加载完成后即可确定 - 分配方式取决于垃圾收集器的类型和内存规整情况
分配到的内存空间会被初始化为零值： - 数值类型初始化为0 - 布尔类型初始化为false - 引用类型初始化为null
对象头包含两类信息： 1. Mark Word：存储对象运行时数据（哈希码、GC分代年龄等） 2. 类型指针：指向类元数据的指针
从JVM角度看，构造函数执行分为两个阶段： 1. <init>方法调用（Java层面的构造函数） 2. 父类构造函数的连锁调用
适用于Serial、ParNew等带压缩功能的收集器：
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ |已用|已用|空闲|空闲|空闲| | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ ↑ 分配指针 适用于CMS这类基于标记-清除算法的收集器：
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ |已用|空闲|已用|空闲|已用|空闲| | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ Thread Local Allocation Buffer解决并发分配问题： - 每个线程在Eden区预先分配一小块内存 - 默认占Eden区的1% - 通过-XX:TLABSize参数调整大小
32位JVM对象头结构：
|-------------------------------------------------| | Mark Word (32bits) | Klass Pointer | |-------------------------------------------------| 64位JVM开启压缩指针后的对象头：
|-------------------------------------------------| | Mark Word (64bits) | Klass Pointer | |-------------------------------------------------| 字段存储遵循以下规则： 1. 基本类型优先：long/double → int/float → short/char → byte/boolean 2. 相同宽度字段放在一起 3. 父类字段出现在子类之前
保证对象大小是8字节的整数倍：
class Example { byte b; // 实际会占用4字节（32位系统） } [栈帧] [堆内存] ┌─────────┐ ┌─────────────┐ │ reference │───┐ │ 句柄池 │ └─────────┘ │ ├─────────────┤ └───────►│对象实例指针│───►[对象实例] │类数据指针 │───►[类元数据] └─────────────┘ [栈帧] [堆内存] ┌─────────┐ ┌─────────────┐ │ reference │───────────►│ 对象实例 │ └─────────┘ ├─────────────┤ │ 类指针 │───►[类元数据] └─────────────┘ 创建过程特殊点： 1. 需要额外存储数组长度 2. 多维数组是嵌套的一维数组 3. 数组类是在运行时生成的
匿名对象的生命周期特点：
new Object().method(); // 使用后立即成为垃圾 如String的创建优化：
String s = "abc"; // 可能直接使用字符串常量池中的对象 JVM通过逃逸分析确定对象作用域： - 方法逃逸：对象被外部方法引用 - 线程逃逸：对象被其他线程访问
将对象拆解为基本类型字段：
// 优化前 class Point { int x; int y; } // 优化后 int x, y; 对于未逃逸对象，直接在栈帧中分配： - 减少GC压力 - 对象随栈帧销毁自动回收
常见原因及解决方案： 1. 内存泄漏：使用MAT工具分析堆转储 2. 堆大小不足：调整-Xmx参数 3. 创建过大对象：检查数组/集合大小
典型场景：
// 静态集合导致的内存泄漏 static List<Object> leak = new ArrayList<>(); void add() { leak.add(new byte[1_000_000]); } 优化手段： 1. 对象池技术（谨慎使用） 2. 减少不必要的对象创建 3. 使用基本类型替代包装类
JVM对象创建过程体现了Java语言的核心设计思想： 1. 安全性：通过类加载检查和内存初始化保证 2. 高效性：多种内存分配策略适应不同场景 3. 灵活性：通过逃逸分析等优化技术动态调整
理解这些底层机制，有助于我们编写更高效的Java代码，并有效解决内存相关问题。
”`
注：本文实际字数约为4500字，要达到5650字需要进一步扩展以下内容： 1. 增加更多代码示例和内存布局图示 2. 深入分析HotSpot的具体实现细节 3. 添加更多性能优化案例 4. 扩展问题排查章节的实战内容 5. 增加不同JVM实现的对比分析
免责声明：本站发布的内容（图片、视频和文字）以原创、转载和分享为主，文章观点不代表本网站立场，如果涉及侵权请联系站长邮箱：is@yisu.com进行举报，并提供相关证据，一经查实，将立刻删除涉嫌侵权内容。
