本文主要講述Java對象在虛擬機中創(chuàng)建，分配內存，初始化的過程，以及分配內存，引用對象的幾種常見方式。

對象創(chuàng)建

對象創(chuàng)建分為三部分，首先是類加載，接著是為對象分配內存，最后是初始化。

創(chuàng)建
虛擬機遇到new指令時會去檢查這個指令參數是否能在常量池中定位到一個符號引用，并檢查這個符號引用代表的類是否已被加載、解析和初始化過，如果沒有則先進性類加載過程。

分配內存
對象所需內存大小在類加載完成后即可確定，所以虛擬機只要從堆中劃分出相應大小內存分配給新創(chuàng)建的對象即可。

常見的內存分配方式有兩種，一種是“指針碰撞”，一種是“空閑列表”。不同的Java虛擬機實現會分別采用這兩種內存分配方式。

“指針碰撞”假設Java堆中的內存是絕對規(guī)整的，所有用過的內存都放在一邊，空閑的內存放在另一邊，中間放一個指針作為分界點指示器。當需要分配內存時只需要把指針向空閑內存方向移動對象大小相等的距離即可。

如果Java堆中的內存并不規(guī)整，那么虛擬機需要維護一個列表用來記錄那些內存塊可用。當需要分配內存時從列表中找出一個足夠大的空間劃分給對象實例，這就是“空閑列表”。

初始化
虛擬機在對象內存分配完成后首先會將不包括對象頭的內存空間初始化為零值，即為對象的字段分配其數據類型所對應的初始值。這一步保證對象的實例字段在Java代碼中可以不賦初始值就可使用。

接下來虛擬機向對象頭空間寫入實例所屬類，類的元數據信息獲取方式，對象的哈希碼，對象GC分代年齡等信息。

然后執(zhí)行<init>方法按照程序員編寫的程序代碼將對象進行初始化。（這里就是所謂的對象初始化"兩次"的問題）

分配內存的線程安全問題
對象創(chuàng)建在虛擬機中是非常頻繁的過程，并發(fā)的情況下并不是線程安全的。解決問題有兩種方案，一種是在分配內存時進行同步處理；另一種是為每一個線程在Java堆中預先分配一塊內存（即本地線程分配緩沖TLAB），這樣線程內存分配的動作分別在不同的內存空間中進行，只有緩沖區(qū)內存不足時才會為緩沖區(qū)同步分配內存。虛擬機分配內存時還會加上失敗重試的方式。

對象內存分布

對象在內存中的分配包括三部分：對象頭，實例數據和對齊填充。

對象頭
對象頭包括兩部分信息，第一部分是用于存儲對象自身的運行時數據，如哈希碼，GC分代年齡、鎖狀態(tài)標識、線程持有的鎖，偏向線程ID、偏向時間戳等，這部分數據的長度在32為虛擬機中為32bit在64為虛擬機中為64bit，所有數據均以標志位的形式存儲。

對象頭的另一部分是類型指針，即對象指向它的類元數據的指針，虛擬機通過這個指針來確定這個對象是哪個類的實例。但這并不是必須有的，也就是查找對象元數據并不一定需要對象本身。如果對象是數組，那么對象頭中還必須記錄對象數組長度。

實例數據
示例數據部分存儲著對象程序代碼中定義的各種類型字段內容，包括從父類繼承的和子類總定義的。這部分的存儲順序會受到虛擬機分配策略參數和字段在Java源代碼中定義順序的影響。虛擬機默認將相同長度的字段分配到一起，且父類定義的變量會出現在子類之前。通過配置虛擬機參數也可以使子類較窄的變量插到父類變量空隙中。

對象填充
對象填充僅僅是占位符，并不是必然存在。HotSpot VM的自動內存管理系統要求對象起始地址必須是8字節(jié)的整數倍，也就是說對象的大小必須是8字節(jié)的整數倍，所以如果對象實例數據部分沒有對齊需要對齊填充來補齊（對象頭已經對齊）。

對象訪問

當創(chuàng)建好對象后，我們需要通過引用reference來訪問使用對象，常見的有兩種方式，第一種是句柄，第二種是直接指針。

句柄
Java堆中需要專門劃分一部分內存作為句柄池，Java棧中的引用存儲的是對象的句柄地址，而句柄地址存儲了對象實例數據與數據類型各自的具體地址信息。

使用句柄的好處就是reference中存儲的是穩(wěn)定的句柄地址，在對象被移動（垃圾收集時移動對象是普遍的行為）時只會改變句柄中實例數據指針，而reference不需要更改。

直接指針
直接指針就是Java棧中的引用直接存儲對象的內存地址。使用直接指針最大的好處就是訪問速度快，它節(jié)省了一次指針定位的時間開銷。Sun的Hot Spot虛擬機使用的直接指針訪問對象。