JVM三JVM虚拟机

对象的创建流程与内存分配

对象内存分配方式

​ 内存分配的方法有两种:不同垃圾收集器不一样

  • 指针碰撞(Bump the Pointer)
  • 空闲列表(Free List)
分配方法 说明 收集器
指针碰撞(Bump thePointer) 内存地址是连续的(新生代) Serial 和ParNew 收集器
空闲列表(Free List) 内存地址不连续(老年代) CMS 收集器和Mark-Sweep 收集器

指针碰撞示意图

内存分配安全问题

在JVM中有两种解决办法:

  1. CAS 是乐观锁的一种实现方式。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。
  2. TLAB本地线程分配缓冲(Thread Local Allocation Buffer即TLAB):为每一个线程预先分配一块内存

JVM在第一次给线程中的对象分配内存时,首先使用CAS进行TLAB的分配。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。

对象内存分配流程

对象怎样才会进入老年代

进入老年代的条件:四种情况

  1. 存活年龄太大,默认超过15次【-XX:MaxTenuringThreshold】
  2. 动态年龄判断:MinorGC之后,发现Survivor区中的一批对象的总大小大于了这块Survivor区的50%,那么就会将此时大于等于这批对象年龄最大值的所有对象,直接进入老年代。
  3. 大对象直接进入老年代:前提是Serial和ParNew收集器
  4. MinorGC后,存活对象太多无法放入Survivor

空间担保机制:当新生代无法分配内存的时候,我们想把新生代的老对象转移到老年代,然后把新对象放入腾空的新生代。此种机制我们称之为内存担保。

  • MinorGC前,判断老年代可用内存是否小于新时代对象全部对象大小,如果小于则继续判断
  • 判断老年代可用内存大小是否小于之前每次MinorGC后进入老年代的对象平均大小
    • 如果是,则会进行一次FullGC,判断是否放得下,放不下OOM
    • 如果否,则会进行一些MinorGC:
      • MinorGC后,剩余存活对象小于Survivor区大小,直接进入Survivor区
      • MinorGC后,剩余存活对象大于Survivor区大小,但是小于老年代可用内存,直接进入
        老年代
      • MinorGC后,剩余存活对象大于Survivor区大小,也大于老年代可用内存,进行FullGC
      • FullGC之后,任然没有足够内存存放MinorGC的剩余对象,就会OOM

对象内存布局

在堆中,对象里面都有些啥?

  1. 对象头(Header):Java对象头占8byte。如果是数组则占12byte。因为JVM里数组size需要使用4byte存储。

    • 标记字段MarkWord:
      • 用于存储对象自身的运行时数据,它是synchronized实现轻量级锁和偏向锁的关键。
      • 默认存储:对象HashCode、GC分代年龄、锁状态等等信息。
      • 为了节省空间,也会随着锁标志位的变化,存储数据发生变化。
    • 类型指针KlassPoint:
      • 是对象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
      • 开启指针压缩存储空间4byte,不开启8byte。
      • JDK1.6+默认开启
    • 数组长度:如果对象是数组,则记录数组长度,占4个byte,如果对象不是数组则不存在。
    • 对齐填充:保证数组的大小永远是8byte的整数倍。
  2. 实例数据(Instance Data):生成对象的时候,对象的非静态成员变量也会存入堆空间

  3. 对齐填充(Padding):JVM内对象都采用8byte对齐,不够8byte的会自动补齐。


对象头的大小:

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,以便在极小的空间内,尽量多的存储数据,它会根据对象的状态复用自己的存储空间,也就是说,Mark Word会随着程序的运行发生变化,变化状态如下(JDK1.8)。

基本数据类型和包装类的内存占用情况:

如何访问一个对象呢

有两种方式:

  1. 句柄:稳定,对象被移动只要修改句柄中的地址
  2. 直接指针:访问速度快,节省了一次指针定位的开销


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