java对象在JVM堆中的数据结构

数据结构

java对象和数组是存放在堆中的，那么这些instance的数据结构是什么呢？

对象头
- 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。
- 第二部分是klass,类型指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。

对象头存放的是这个对象的一些元数据信息。例如每个对象都有哈希值，GC分代年龄，锁状态标志等，这些信息就是存放在对象头中。

实际数据

对象真正存储的有效信息就是放在这里的，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。

对齐填充

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。

常用对象大小

Object object=new Object()
- 对象头：markword 8
- ClassPointer指针：-XX:+UseCompressedClassPointers 为4字节不开启为8字节
- 实例数据
1. 引用类型：-XX:+UseCompressedOops 为4字节不开启为8字节
  Oops Ordinary Object Pointers
- Padding对齐，8的倍数

故16字节

String[] strings=new String[12]
- 对象头：markword 8
- ClassPointer：-XX:+UseCompressedClassPointers 为4字节不开启为8字节
- 数组长度：4字节
- 数组数据
- 对齐 8的倍数

故16字节

对象定位

reference(引用)类型在Java虚拟机规范里只规定了一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过哪种方式去定位，以及访问到Java堆中的对象的具体位置，因此不同虚拟机实现的对象访问方式会有所不同，主流的访问方式有两种：使用句柄和直接指针。

句柄访问方式

使用句柄访问方式，Java堆中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和类型数据各自的具体地址信息。使用句柄方式最大的好处就是reference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reference本身不需要被修改。