对象内存布局与访问

对象内存布局

在HotSpot虚拟机中,对象在内存中存储的布局可以分为3块区域:对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)。

对象头

HotSpot虚拟机的对象头包括两部分信息:运行时数据和类型指针。

运行时数据

用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码(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。

类型指针

即对象指向它的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。

如果对象是一个Java数组,那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据,因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小,但是从数组的元数据中无法确定数组的大小。
(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,换句话说,查找对象的元数据并不一定要经过对象本身,可参考对象的访问定位)

实例数据

实例数据部分是对象真正存储的有效信息,也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类中继承下来的,还是在子类中定义的,都需要记录下来。HotSpot虚拟机默认的分配策略为longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oop,从分配策略中可以看出,相同宽度的字段总是分配到一起。

对齐填充

HotSpot虚拟机要求对象的起始地址必须是8字节的整数倍,也就是对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头部分正好是8字节的倍数(1倍或者2倍),因此,当对象实例数据部分没有对齐的时候,就需要通过对齐填充来补全。

对象访问定位

Java程序需要通过栈上的引用数据来操作堆上的具体对象。对象的访问方式取决于虚拟机实现,目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。

句柄,可以理解为指向指针的指针,维护指向对象的指针变化,而对象的句柄本身不发生变化;指针,指向对象,代表对象的内存地址。

句柄
Java堆中划分出一块内存来作为句柄池,引用中存储对象的句柄地址,而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。

优势:引用中存储的是稳定的句柄地址,在对象被移动(垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为)时只会改变句柄中的实例数据指针,而引用本身不需要修改。

直接指针

如果使用直接指针访问,那么Java堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息,而引用中存储的直接就是对象地址。

优势:速度更快,节省了一次指针定位的时间开销。由于对象的访问在Java中非常频繁,因此这类开销积少成多后也是非常可观的执行成本。(例如HotSpot)

 

posted @ 2017-07-08 20:23  jiumao  阅读(131)  评论(0编辑  收藏  举报