JVM 对象的内存分配与结构

对象内存怎么分配?

　　在类加载检测通过后， VM就会为新生对象分配内存。为对象分配内存的操作，就是将内存划分一块大小和对象相等的内存空间。但是内存空间并不是绝对规整的，所以分配内存的过程就会有多种方式。当空闲内存和非空闲内存完全分开的情况下，即一边是空闲，另一边是非空闲，你们就会通过中间的指针滑动的方式分配，被称为“指针碰撞”。但是如果空闲的内存，零散的发布，就不能使用指针来操作了，VM就必须通过维护一个列表，记录上哪些内存块时可用的，在列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，这种方式被称为“空闲列表”。具体使用哪种分配方式，有Java堆的规整程度，和GC是否带有空间压缩整理的能力决定。

　　当然在实际划分的时候，还需要考虑一个问题：在虚拟机中创建对象是非常频繁的行为，任何修改操作，在并发的情况下也不是线程安全的。如果要解决这个问题，有2个方案。一种是对分配内存空间的动作同步处理，另一种是把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间，每个线程空间都独立，每个线程在堆中预先分配一块内存（Thread Local Allocation Buffer）TLAB 本地线程分配缓冲。如果使用TLAB，可以通过-XX: +/-UseTLAB 来设定。

　　空间分配完成，VM就会将分配的内存空间（不含对象头）都初始化为零值。这步保证了对象的实例字段不赋初始值就可以直接用，访问这些字段类型所对应的零值。

对象的内存结构？

　　在HotSpot的虚拟机，对象在堆中的布局分为3个部分：对象头（Header），实例数据（Instance Data）和对齐数据（Padding）。

　　对象头包括2类信息，第一类是存储对象自身的运行时数据，哈希码HashCode，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，这部分被称为MarkWord在32位和64位机器上分别占32个bit和64bit。另一类是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针，JVM通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。并不是所有的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针。如果对象是一个JAVA数组，那在对象头中还会有一块用于记录数组长度的数据。

　　实例数据部分，是对象真正存储的有效信息，即我们再程序代码里面定义的各种类型的字段内容。

　　第三部分是对齐填充，这不是必然存在的，没有特别含义，仅仅起着占位符的作用。