(四)java对象的结构和对象的访问定位
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)。
一、 对象头
HotSpot虚拟机的对象头包括两部分信息:
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第一部分markword,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,这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机(未开启压缩指针)中分别为32bit和64bit,官方称它为“MarkWord”。
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另一部分是class对象指针,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.
二、 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。无论是从父类继承下来的,还是在子类中定义的,都需要记录起来。
三、对齐填充
第三部分对齐填充并不是必然存在的,也没有特别的含义,它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍,换句话说,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时,就需要通过对齐填充来补全。
四、对象大小计算
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在32位系统下,存放Class指针的空间大小是4字节,MarkWord是4字节,对象头为8字节。
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在64位系统下,存放Class指针的空间大小是8字节,MarkWord是8字节,对象头为16字节。
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64位开启指针压缩的情况下,存放Class指针的空间大小是4字节,MarkWord是8字节,对象头为12字节。
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数组长度4字节+数组对象头8字节(
对象引用4字节(未开启指针压缩的64位为8字节)+数组markword为4字节(64位未开启指针压缩的为8字节)
)+对齐4=16字节。 -
静态属性不算在对象大小内。
五、对象的访问定位
对象的访问定位
建立对象是为了使用对象,我们的Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。由于在Java虚拟机规范里面只规定了
reference类型
是一个指向对象的引用,并没有定义这个引用应该通过什么种方式去定位、访问到堆中的对象的具体位置,对象访问方式也是取决于虚拟机实现而定的。主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。
如果使用句柄访问的话,Java堆中将会划分出一块内存来作为句柄池,reference中存储的就是对象的句柄地址,而句柄中包含了对象实例数据与类型数据的具体各自的地址信息。如图1所示。
如果使用直接指针访问的话,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,reference中存储的直接就是对象地址,如图2所示。
这两种对象访问方式各有优势,使用句柄来访问的最大好处就是reference中存储的是稳定句柄地址,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reference本身不需要被修改。
使用直接指针来访问最大的好处就是速度更快,它节省了一次指针定位的时间开销,由于对象访问的在Java中非常频繁,因此这类开销积小成多也是一项非常可
观的执行成本。从上一部分讲解的对象内存布局可以看出,就虚拟机HotSpot而言,它是使用第二种方式进行对象访问,但在整个软件开发的范围来看,各种
语言、框架中使用句柄来访问的情况也十分常见。