本文主要讲述HotSpot虚拟机在Java堆中对象分配、布局和访问的全过程。
虚拟机对象
对象的创建
对象的创建流程
- 使用new指令来创建对象；
- 首先检查这个指令的参数是否在常量池中定位到一个类的符号引用，并检查这个符号引用代表的类是否已经被加载、解析和初始化；
- 如果没有，说明是新建，就先执行相应的类加载的过程；
- 类加载检查通过后，为虚拟机新生对象分配堆内存；
- 堆内存分配成功后，再把分配到的内存空间（不包括对象头）都初始化为零值；
- 再执行类文件的
()方法，按照Dev的设定来进行构造，把对象进行初始化，得到一个真正的对象。
对象的内存布局
在HotSpot虚拟机里，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头(Header)、实例
数据(Instance Data)和对齐填充(Padding)。
对象头（Header）
对象头包括两类信息：一是用于存储对象自身的运行时数据；二是类型指针。
1、存储对象自身的运行时数据
如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32个比特和64个比特，官方称它为Mark Word。
Mark Word被设计成一个有着动态定义的数据结构，以便在极小的空间内存储尽量多的数据，根据对象的状态复用自己的存储空间。
2、类型指针
对象头的另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针，Java虚拟机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，换句话说，查找对象的元数据信息并不一定要经过对象本身
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。
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，但是如果数组的长度是不确定的，将无法通过元数据中的 信息推断出数组的大小。
实例数据（Instance Data）
实例数据是对象真正存储等有效信息。也就是我们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字段都必须记录起来。这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数(-XX:FieldsAllocationStyle参数)和字段在Java源码中定义顺序的影响。
HotSpot虚拟机默认的分配顺序为longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops(Ordinary Object Pointers，OOPs)，
由上可知：相同宽度的字段总是被分配到一起存放，在满足这个前提条件的情况下，在父类中定义的变量会出现在子类之前。
如果HotSpot虚拟机的+XX:CompactFields参数值为true(默认就为true)，那子类之中较窄的变量也允许插入父类变量的空隙之中，以节省出一点点空间。
对齐填充（Padding）
对齐填充不是必然存在的，它仅仅起着占位符的作用。
由于HotSpot虚拟机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。
换句话说就是任何对象的大小都必须是8字节的整数倍。
对象头部分已经被精心设计成正好是8字节的倍数(1倍或者2倍)，因此，如果对象实例数据部分没有对齐的话，就需要通过对齐填充来补全。
对象的访问定位
创建了对象就需要使用它，Java Dev会通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。
由于reference类型在《Java虚拟机规范》里面只规定了它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方式去定位、访问到堆中对象的具体位置。
所以对象访问方式也是由虚拟机实现而定的，主流的访问方式主要有使用句柄和直接指针两种。
两种方式
使用句柄访问对象
如果使用句柄访问的话，Java堆中将可能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各自具体的地址信息。
使用直接指针访问对象
如果使用直接指针访问的话，Java堆中对象的内存布局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，如果只是访问对象本身的话，就不需要多一次间接访问的开销。
对比
- 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 问在Java中非常频繁，因此这类开销积少成多也是一项极为可观的执行成本。
