面試題解析001：Java物件建立及初始化

在面試中很有可能遇到這個這個問題？那麼java虛擬機器到底是怎麼處理的呢？

虛擬機器遇到一條new指令時，首先將去檢查這個指令的引數是否能夠在常量池中定位到一個類的符號引用，並且檢查這個符號引用代表的類是否已被載入、解析和初始化過。如果沒有，那必須先執行相應的類載入過程。

在類載入檢查通過後，接下來虛擬機器將為新生物件分配記憶體。物件所需的記憶體大小在類載入完成之後便可以完全確定，為物件分配空間的任務等同於把一塊確定大小的記憶體從Java堆中劃分出來。

假設Java堆中的記憶體是絕對規整的，所有用過的記憶體都放在一邊，空閒的記憶體放在另一邊，中間放著一個指標作為分界點的指示器，那所分配記憶體就是把那個指標向著空閒空間那邊挪動一段與物件大小相等的距離，這種分配方式稱為指標碰撞。

如果Java堆中的記憶體並不是規整的，已使用的記憶體和空閒的記憶體相互交錯，虛擬機器就需要維護一張足夠大的空間劃分給物件例項，並更新列表上的記錄，這種分配方式稱為“空閒列表”（Free List）。

在併發情況下，可能出現正在給物件A分配記憶體，指標還沒來得及修改，物件B又同時使用了原來的指標來分配記憶體的情況。

解決這個問題有兩種方案：

一種是對分配記憶體空間的動作進行同步處理——實際上是虛擬機器採用CAS配上失敗重試的方式保證更能新操作的原子性；

另一種是把記憶體分配的動作按照執行緒劃分在不同的空間之中進行，即每個執行緒在Java堆中預先分配一小塊記憶體，稱為本地執行緒分配快取（TLAB）。那個執行緒要分配記憶體，站在哪個執行緒的TLAB上分配時，才需要同步鎖定。虛擬機器是否使用TLAB，可以通過

-XX：+UseTLAB 引數來設定。

記憶體分配完成後，虛擬機器需要將分配到的記憶體空間都初始化為零值（不包括物件頭），如果使用TLAB，這一工作也可以提前至TLAB分配時進行。這一步操作保證了物件的例項欄位在Java程式碼中可以不賦值就直接使用，程式能訪問到這些欄位資料型別所對應的零值。

接下來，虛擬機器要對物件進行必要的設定。例如這個物件是哪個類的例項、如何才能找到類的後設資料資訊、物件的雜湊碼、物件的GC分代年齡等資訊。這些資訊放在物件的物件頭（Object header）之中。

在上面工作都完成之後，從虛擬機器的視角來看，一個新的物件已經產生，但從java程式的視角來看，物件建立才剛剛開始：方法還沒有執行，所有欄位都還為零。所以，一般來說，執行new指令之後會接著執行方法，把物件按照程式設計師的意願進行初始化，這樣一個真正可用的物件才算完全生產出來。

更加詳細的資料：
深入理解JVM讀書筆記一： Java記憶體區域與記憶體溢位異常

本文部分內容整理自 《深入理解Java虛擬機器——JVM高階特性與最佳實踐(第2版)》。
作者：jiankunking 出處：http://blog.csdn.net/jiankunking