Java对象创建过程和内存结构分析

JAVA内存分配和管理是JAVA的核心技术之一，在看了尚硅谷宋红康老师讲解的JAVA内存知识之后，结合《深入理解JVM这本书》对自己所学的知识进行简单的总结，写了这篇日志。

1.JAVA内存分区

 根据存储数据的不同，java内存通常被划分为5个区域：程序计数器（Program Count Register）、本地方法栈（Native Stack）、方法区（Methon Area）、栈（Stack）、堆（Heap）。

程序计数器（Program Count Register）：又叫程序寄存器。JVM支持多个线程同时运行，当每一个新线程被创建时，它都将得到它自己的PC寄存器（程序计数器）。如果线程正在执行的是一个Java方法（非native），那么PC寄存器的值将总是指向下一条将被执行的指令，如果方法是 native的，程序计数器寄存器的值不会被定义。 JVM的程序计数器寄存器的宽度足够保证可以持有一个返回地址或者native的指针。

栈（Stack）：又叫堆栈。JVM为每个新创建的线程都分配一个栈。也就是说,对于一个Java程序来说，它的运行就是通过对栈的操作来完成的。栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对栈只进行两种操作：以帧为单位的压栈和出栈操作。我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法。我们可能不知道，当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个Java方法，JVM就会在线程的 Java堆栈里新压入一个帧，这个帧自然成为了当前帧。在此方法执行期间，这个帧将用来保存参数、局部变量、中间计算过程和其他数据。从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解：栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域，该区域具有先进后出的特性。

 堆（Heap）：Java堆（Java Heap）是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域。在此区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都是在这里分配内存，但是这个对象的引用却是在栈（Stack）中分配。因此，执行String s = new String("s")时，需要从两个地方分配内存：在堆中为String对象分配内存，在栈中为引用（这个堆对象的内存地址，即指针）分配内存，如下图所示。

 方法区（Method Area）：当虚拟机装载一个class文件时，它会从这个class文件包含的二进制数据中解析类型信息，然后把这些类型信息（包括类信息、常量、静态变量等）放到方法区中，该内存区域被所有线程共享，如下图所示。本地方法区存在一块特殊的内存区域，叫常量池（Constant Pool），这块内存将与String类型的分析密切相关。

2.JAVA对象创建过程分析

以创建Person对象为例，分析对象创建过程中在内存中的分配情况以及方法的调用过程。

 

class Person
    {
       private String name;
       private int age;

       DemoTest dTest = new DemoTest();
       public Person(String name, int age)
      {
           System.out.println("这是person的构造函数");
           this.name = name;
           this.age = age;
       }


      {
           System.out.println("这是person的构造代码块");
       }


       static
      {
           System.out.println("这是person类的静态代码块");
       }
       public void setName(String name)
      {
           this.name = name;
       }


       public void show()
      {
          System.out.println("name = "+name + "::"+"age = "+age);
       }

    }


    class DemoTest
    {
         public DemoTest()
        {
             System.out.println("这是一个测试的类");
         }
    }


    public class test
    {
         public static void main(String[] args)
        {
             Person p = new Person("gao",24);
             p.setName("wz");
             p.show();
         }
    }

输出结果：这是person类的静态代码块 
    这是一个测试的类 
            这是person的构造代码块 
    这是person的构造函数 
    name = wz::age = 20

首先栈中的main函数执行Person = new Person("gao",24);这个简单的语句会涉及到如下几个步骤： 
1，由于是要创建Person类对象，java虚拟机（JVM）先去找Person.class文件，如果有的话，将其加载到内存。 
2，将类型信息（包括静态变量，方法等）加载进方法区。 
3，执行该类中static代码块，如果有的话，对Person.class类进行初始化。（此时输出‘这是person类的静态代码块’） 
4，到这时才进行堆内存空间的开辟，并为对象分配首地址。 
5，在堆内存中建立对象的成员属性，并对其进行初始化（先进行默认初始化再进行显示初始化。（此时输出  ‘这是一个测试的类’） 
6，进行构造代码块的初始化，由此看出构造代码库初始化的优先级要高于对象构造函数的初始化。 （此时输出 ‘这是person的构造代码块’） 
7，对象的构造函数进行初始化。（此时输出 ‘这是person的构造函数’）； 
8，将堆内存中的地址赋给栈内存中的p变量。

以上是我的java虚拟机机制的一些理解，由于JVM的复杂性，完全理解它是很困难的，如果文章中有错误的还望大家指出