JVM 第二部分-3（对象，直接内存）

对象

• 对象的实例化
  • 创建对象的方式
    • new 对象
      • 变形1：使用类的静态方法获得对象
      • 变形2：xxxBuilder、xxxFactory的静态方法
    • 反射
      • Class的newInstance()：反射的方式，只能调用空参的构造器，权限必须是public
      • Constructor的newInstance(xxx)：反射的方式，可以调用空参，带参的构造器，权限没有要求
    • 使用clone()：不调用任何构造器，当前类需要实现Cloneable接口，实现clone()
    • 使用反序列化：从文件、网络中获取一个对象的二进制流
    • 第三方库：Objenesis
  • 创建对象的步骤：
    • 1.对象对应的类加载、链接、初始化
    • 2.为对象分配内存（这个阶段就可以确定对象的大小）
      • 如果内存规整------指针碰撞（就是用一个指针指向内存已占用和未占用区域的分界线）
      • 如果内存不规整------就是还在用的区域和没有用的区域混杂在一起------虚拟机要维护一个列表------空闲列表分配------记下没有使用的区域
      • 一般是带有整理功能的虚拟机才会内存规整
    • 3.处理并发问题
      • 采用CAS+失败重试保证更新的原子性
      • 每个线程预先分配一块TLAB
    • 4.初始化分配到的空间------所有属性设默认值(零值)，保证对象实例字段在不赋值时可以直接使用
    • 5.设置对象的对象头(将对象的所属类，即类的元数据信息、对象的HashCode和对象的GC信息、锁信息等数据结构储存在对象的对象头中。这个过程的具体设置方式取决于jvm的实现)
    • 6.执行init方法进行初始化（属性的显式初始化，代码块中初始化，构造器中初始化）
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• 对象的内存分配
  • 对象头（Header）
    • 运行时元数据
      • 哈希值
      • 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------指向类元数据InstanceKlass，确定该对象所属的类型
    • 如果是数组，还需要记录数组的长度
  • 实例数据（Instance Data）
    • 说明：它是对象真正存储的有效信息，包括程序代码中定义的各种类型的字段（包括从父类继承下来的和本身拥有的字段）
    • 规则：
      • 相同宽度的字段总是被分配在一起
      • 父类中定义的变量会出现在子类之前
      • 如果CompactFields参数为true（默认为true）：子类的窄变量可能插入到父类变量的空隙
  • 对齐填充（Padding）（不是必须的，也没什么特别含义，就是用来占位的）
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• 对象的访问定位
  • 句柄访问
    • 好处是 对象移动之后（标量替换，垃圾回收都会移动类），栈里面的变量不用改，很稳定
    • 缺点是需要开辟额外空间，也不是一步到位地找到
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  • 直接引用（Hotspot采用）
    • 好处是一步到位，不用开辟额外空间
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直接内存

• 它是在Java堆外的、直接向系统申请的内存区间
• 不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域
• 所有用Java的内存分析工具，比如jvisualvm，JProfiler等，是看不出元空间，或者说是直接内存的大小的
  • 程序产生的dump文件也看不到。所以，如果程序发生OOM，dump文件又比较小，有可能是涉及到NIO，直接内存的问题
• 来源于NIO，通过存在堆中的DirectByteBuffer操作Native内存
• 访问直接内存的速度会优于Java堆，即读写性能高
  • 读写频繁的场合可以用直接内存
  • Java的NIO库允许Java程序使用直接内存，用于数据缓冲区
• 也是有可能会OOM的，因为它受限于系统能给内存，并不是无限大。特别是当设置堆的内存特别大，导致剩下的内存不够的时候，就容易OOM
• 缺点
  • 分配回收成本较高
  • 不受jvm内存回收管理
• 直接内存大小可以通过MaxDirectMemorySize设置
• 如果不指定，默认与堆的最大值-Xmx参数值一致
  • （对于直接内存有大小限制，我的理解是这个区域还是要向系统申请的，不是系统剩下多少就能用多少）
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