Jvm对象内存分配理解
Jvm 对象内存分配理解 Jvm 对象内存分配是 Java 虚拟机(JVM)中一个非常重要的过程,它涉及到对象的创建、内存分配、初始化和设置对象头等步骤。 第一步:类加载检查 在 JVM 遇见一条 new 指令后,首先将去检查这个指令参数是否能在常量池中定位一个类的符号引用,并且检查这个符号引用代表的类是否被加载过,解析和初始化,如果没有则必须执行相应的类加载过程。 第二步:内存分配 在类加载检查通过后,虚拟机将为新的对象分配内存,对象所需内存大小在类加载完成后便可完全确定。虚拟机将从 Java 堆中划分出一块确定大小的内存来存储对象。 内存分配方法有两种: 1. 指针碰撞:在 Java 堆中内存是绝对规整的,所有用过的内存都放在了一边,空闲的内存放在另外一边,中间放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那个指针向空闲的那边进行挪动一段与对象大小相等的距离。 2. 空闲列表:如果 Java 堆中的内存并不规整,已使用的内存和空闲内存相互交错,没有办法进行简单的指针碰撞,而虚拟机就必须维护一个列表,记录上哪些内存块中可用的,在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间分配给对象实例,并且更新到列表上的记录。 解决并发问题: Jvm 采用 Cas 配上失败重试的方式来保证操作的原子性来对分配的空间动作进行同步处理。另外,Jvm 也可以使用本地线程分配缓冲(Thread Local Allocation Buffer, TLAB)来把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行。 第三步:初始化 在内存分配后,虚拟机需要将分配到内存空间都是初始化为零,但是不包括对象头,如果使用 TLAB,在这一工作过程中也可以提前至 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。 第四步:设置对象头 初始化零值后,虚拟机要对对象进行必要的设置,这个对象是那个类的实例,如果才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄等信息,这些信息都放在了对象的对象头(Object Header)中。在 HotSpot 虚拟机中,对象在内存中存储布局分为三部分:对象头(header)、实例数据 和对齐填充(padding)。 对象头包括两个部分信息,第一部分用于存储对象自身的运行数据,如哈希码、GC 分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等。对象的另一部分是类型指针,即对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过指针来确定这个对象是属于那个类的实例。 Java 指针压缩: Jvm 在 64 位操作系统中,jni 支持指针压缩,配置参数:usercompressedoops,compressed—压缩,oop—对象指针。启用指针压缩可以减少 64 位操作系统平台下的内存消耗,从而启动指针压缩。 为什么要进行指针压缩: 1. 在 64 位平台操作系统中,由于 HotSpot 中使用的 32 位的指针,实际存储使用的 64 位,在内存中使用多出 1.5 倍左右使用大的指针在主内存和移动数据占用的宽带较大,同时 GC 也会承受较大的压力。 2. 为了减少 64 位的操作系统平台下的内存消耗,从而启动指针压缩。 3. 在 Jvm 中 32 位的内存地址最大只支持 4g 内存,可以通过对指针存入堆内存时压缩编码、取出到 CPU 寄存器后编码方式进行优化,使得 Jvm 只用 32 位的地址就可以支持更大的内存配置大小等于 32g。 对齐填充: 对于大部分处理器,对象以 8 个字节整数倍来对齐填充都是最高的存取方式。