Java对象实例化与JVM内存分配详解

"JVM-2.md" 在Java编程中，JVM（Java Virtual Machine）是开发者从初学者向高级程序员进阶过程中不可或缺的部分。本文主要探讨了对象实例化和访问定位，以及对象创建的具体过程。 ### 7.1 创建对象的方式 1. **new 关键字**：这是最常见的创建对象的方式，通过调用类的构造器来创建实例。 2. **单例类的getInstance**：在静态类方法中调用，确保类只有一个实例。 3. **Class.newInstance**：使用反射来创建对象，但在JDK 9中已被标记为过时，因为它只能调用公共无参数构造器。 4. **Constructor.newInstance**：同样使用反射，但可以调用任意参数的构造器，对构造器的权限没有要求。 5. **clone()**：不调用构造器，但需要类实现`Cloneable`接口并重写`clone()`方法。 6. **反序列化**：从文件或网络中读取序列化的对象数据来恢复对象。 ### 7.2 对象创建的过程 #### 7.2.1 加载类元信息 当JVM遇到`new`指令，它会在常量池中查找类的符号引用，并检查该类是否已加载、解析和初始化。如果未加载，会使用双亲委派模型，由类加载器根据ClassLoader+包名+类名找到相应的`.class`文件，找不到则抛出`ClassNotFoundException`。加载完成后，生成对应的Class对象，这被称为**加载阶段**。 #### 7.2.2 分配内存 加载检查通过后，JVM将为新对象分配内存。对象所需的内存大小在类加载后即可确定。内存分配主要有两种方式： 1. **指针碰撞**：当堆内存是规整的，所有已使用的内存集中在一端，分配内存就是简单地移动指针。 2. **空闲列表**：如果堆内存不规整，JVM需要维护一个空闲列表来记录可用内存块。 ### 对象分配内存的细节 - **线程安全**：在多线程环境下，内存分配通常需要同步，以避免数据竞争。如`CAS`（Compare and Swap）操作保证分配的安全性。 - **TLAB（Thread Local Allocation Buffer）**：为了减少全局锁的开销，JVM允许每个线程有自己的内存分配缓冲区，提升并发性能。 ### 7.2.3 初始化 内存分配后，接下来是对象的初始化，包括字段的默认初始化（零值或null），然后执行构造器代码，完成特定对象的初始化工作。 ### 7.2.4 对象的访问定位 对象创建完成后，需要通过引用访问，JVM使用句柄和直接指针两种方式来实现。句柄方式通过一个指针到句柄池，再由句柄到实际对象，而直接指针方式则是直接指向对象实例。 总结来说，理解JVM中对象实例化和访问定位的原理，对于优化代码性能、解决内存泄漏等问题具有重要意义，同时也是面试中常见的知识点。深入学习这些内容，有助于提升作为Java开发者的专业技能。