从Java中使用new 关键字创建对象开始，深度剖析对象结构与存储

1.对象结构

在介绍之前.先来看一个java高频面试题，new String(''hello") 创建了几个对象？

1.这里分情况讨论，如果hello已经在常量池中存在，那么就是在堆中创建1个对象，并返回堆中对象的引用。
2.如果对象hello不在常量池中，那么就是2个对象，分别在堆和常量池(1.8之后字符串常量池在堆中，之前在方法区)创建一个对象并返回堆对象的引用。

（1）对象分为对象头、实例数据、字节填充。

一个对象实例数据是放在堆中，对象的引用时放在栈中，对象所引用的class类对象是在方法区(JDK1.8之后为元空间)。

1）对象头包含MarkWord、类型指针、数组长度 这三块。
其中MarkWord在不同位操作系统中存储大小和方式不同，32位操作系统采用以下结构表示：

64位操作系统采用以下结构：

其中MarkWord和类型指针占用字节和操作系统一样，32位系统4个字节，64位系统8个字节。

这个对象头中数组长度占用4个字节，是创建数组对象特有的一块内存分配。

下面简要介绍下对象头的作用。
1对象头MarkWord记录了对象分代年龄，锁，线程id，hashcode信息等，为什么这么设计呢？【大家可以思考思考】

1.这里就涉及到Java并发多线程锁的实现和JVM中垃圾回收。
其中锁标识位、是否偏向锁、线程ID、等指针都用来多线程并发锁状态更新记录。
众所周知，Java内部有一个锁关键字synchronized，这个是一个可重入内置锁，JDK在1.6以后对其使用做了内置化升级，就是启用了锁升级机制来在保证线程安全下提升并发效率。多线程情况下，通常刚进来时，第一个线程获取锁对象时， 这个对象会从无锁状态变成持有偏向锁。随着后续线程竞争获取锁时，如果上个线程没执行完，则会立马回到savepoint暂停执行，锁直接升级轻量级锁，cpu轮询时间切片执行其他线程，如果上个线程执行很快，立马执行完，释放了锁，那么此时线程获取锁仍然是偏向锁。偏向锁性能相对较高，一旦升级为轻量级锁，当后续涌入大量线程发生竞争获取锁时候，会不断自旋获取锁，当自选周期达到500个时钟周期，或者极端情况下，轻量级锁已经无法管理整个线程运行情况时，此时会升级为重量级锁。此时线程就几乎变成串行同步执行了，没有获取锁的线程直接陷入阻塞【线程上下文切换非常损耗CPU性能】，这个状态下性能最低。
分代年龄用于JVM进行内存回收时，是否判断当前对象是否进入年老代。默认是15

2.讲完了MarkWord，那么对象头类型指针干吗用的呢？
用于反射构建对象，还有就是调用类的方法/属性。
3. 对象头数组长度这个东西，便于操作对象使用，快速寻址，因为Java是强类型语言，根据数组对象地址以及数组的下标，可以快速定位数组某个索引下标的数据。这也就是说所有数组大家都可以通过 obj.length 来获取长度。
2）实例数据这个就是对象实例占用的字节数，其中引用类型在64为系统占用8个字节，32位系统占用4个字节。
3）对齐填充，这个为啥子还要对齐填充呢，大家有没有思考过？
所谓对齐填充不是必须的，所有对象需要满足是4个字节【32位系统】或8个字节【64位系统】的整数倍。如果不够，则需要通过字节填充来满足这个规范。这个还是为了方便操作系统寻址计算。

2.扩展补充

1. 基础类型对应的包装类，提供了缓存机制，即为了减少对象的频繁创建和销毁，减少内存使用提高程序运行效率，数值类型采用1个字节来构建缓存对象，即缓存值范围在【-128-127】。其中Float和Double不具有缓存机制。
2. 缓存机制实现是基于内部一个静态内部类 包装类Cache 这种形式类 比如Integer类型 采用IntegerCache作为缓存实现内部类，默认是-128到127，当然Java技术大佬还提供了可供开发者修改Integer缓存范围。
   
   上面是IntegerCache源码静态代码块部分，可见，开发可以设置环境变量来自定义Integer缓存范围。 JVM参数设置方式如下： XX:AutoBoxCacheMax=<size>或 -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=<high>

3.注意事项：
只有当两个包装类对象是通过调用静态工厂方法Integer.valueOf() 来实现对象创建时，才会相等。以
Integer为例子，这方法调用时，会先走缓存进行比较。

下面做个简单例子说明：

Integer a= 120;
Integer b =120;
Integer c = new Integer(100);
Integer d = new Integer(100);
Integer e =100;
int f =100;
System.out.println(a==b); //结果为true 
System.out.println(c==d); //结果为false 两个不同对象，地址不同
System.out.println(c==e); //结果为false 对象比较地址，地址不同
System.out.println(c==f); //结果为true 包装类自动拆箱，比较值。 

第一个结果为true，初看是两个对象，但是120赋值给Integer对象做了包装，隐式调用了Integer.valueOf(120) 在赋值给a和b;由于采用了缓存机制，因此a和b是同一份对象地址也相同，如果Integer a=128,Integer b =128,比较的话就是false。

3.小结

本文通过new 关键字创建对象开始，简要对Java中对象的结构、存储以及对象结构每个部分的功能做了简要介绍，如讲述有误，希望大家评论区交流指正。

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_43629719/article/details/143599731

免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！