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对象创建过程与内存分配

对象创建主要流程

1. 类加载检查

   例如：虚拟机接到一个new User() 指令的时候，会先去检查User（）这个符号引用是否在常量池中，并且检查User类是否已经被加载，如果没有，就必须先加载类。

2. 分配内存

   通过类加载检查之后，就会为new 出来的对象分配内存。

   划分内存的方法：

   ​ ①指针碰撞

   ​ ②空闲列表

   并发问题解决办法：

   ​ ①CAS

   ​ ②本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer ）

3. 初始化

   内存分配完成后，将分配到的内存空间除对象头以外都初始化为零值，如果使用TLAB，这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。这一步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。

4. 设置对象头

   对象在内存中分为三块区域：

   ①对象头：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，类型指针（类元数据的指针），数组对象有数组长度。

   ②实例数据：对象真正存储的有效信息，也是程序中所定义的各种类型的字段内容。

   ③对齐填充：保持对象大小是8的倍数，读取是最快的，这就是对齐的原因

5. 执行方法

   属性赋值，和执行构造方法。

堆内存分配方式

分配方式有

“指针碰撞” 和 “空闲列表”

两种，选择那种分配方式由 Java 堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。GC器的算法是“标记清除”（不规整、有内存碎片）还是“”标记整理（规整），复制算法也是规整的。

指针碰撞

用过的内存全部整合到一边，没有用过的内存放在另一边，中间有个分界指针，只需要向着没用过的内存方向将该指针移动内存大小位置即可。在堆内存规整的情况下使用（Serial,ParNew）

空闲列表

虚拟机会维护一个列表，该列表中会记录哪些内存块是可用的，在分配的时候，找一块足够大的内存块来划分给对象实例，然后更新表记录。堆内存不规整的情况下使用（CMS）。

线程安全保证方式

CAS+失败重试

CAS 是乐观锁的一种实现方式。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是 设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。

TLAB

为每一个线程预先在Eden区分配一块儿内存，JVM在给线程中的对象分配内存时，首先在TLAB分配，当对象大于TLAB中的剩余内存或TLAB的内存已用尽时，再采用上述的CAS进行内存分配。

栈上分配

如果确定一个对象的作用域不会逃逸出方法之外，那可以将这个对象分配在栈上，对象所占用的内存空间就可以随栈帧出栈而销毁。在一般应用中，不会逃逸的局部对象所占的比例很大，如果能使用栈上分配，那大量的对象就会随着方法的结束而自动销毁了，无须通过垃圾收集器回收，可以减小垃圾收集器的负载。

JVM允许将线程私有的对象标量替换后分配在栈上，而不是分配在堆上。分配在栈上的好处是可以在函数调用结束后自行销毁，而不需要垃圾回收器的介入，从而提高系统性能。

逃逸分析

逃逸分析的目的是判断对象的作用域是否有可能逃逸出函数体。

标量替换

允许将对象打散分配在栈上，比如若一个对象拥有两个字段，会将这两个字段视作局部变量进行分配。

-XX:DoEscapeAnalysis启用逃逸分析；

-XX:+EliminateAllocations开启标量替换（默认打开）；

-XX:+PrintEscapeAnalysis查看逃逸分析的筛选结果