Java 对象的创建过程？

Answer 1

下图便是 Java 对象的创建过程，我建议最好是能默写出来，并且要掌握每一步在做什么。

Step1:类加载检查

虚拟机遇到一条 new 指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程。

Step2:分配内存

在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需的内存大小在类加载完成后便可确定，为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从 Java 堆中划分出来。分配方式有 “指针碰撞” 和 “空闲列表” 两种，选择那种分配方式由 Java 堆是否规整决定，而 Java 堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。

内存分配的两种方式：（补充内容，需要掌握）

选择以上两种方式中的哪一种，取决于 Java 堆内存是否规整。而 Java 堆内存是否规整，取决于 GC 收集器的算法是”标记-清除”，还是”标记-整理”（也称作”标记-压缩”），值得注意的是，复制算法内存也是规整的

内存分配并发问题（补充内容，需要掌握）

在创建对象的时候有一个很重要的问题，就是线程安全，因为在实际开发过程中，创建对象是很频繁的事情，作为虚拟机来说，必须要保证线程是安全的，通常来讲，虚拟机采用两种方式来保证线程安全：

• CAS+失败重试： CAS 是乐观锁的一种实现方式。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。
• TLAB： 为每一个线程预先在 Eden 区分配一块儿内存，JVM 在给线程中的对象分配内存时，首先在 TLAB 分配，当对象大于 TLAB 中的剩余内存或 TLAB 的内存已用尽时，再采用上述的 CAS 进行内存分配

Step3:初始化零值

内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），这一步操作保证了对象的实例字段在 Java 代码中可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。

Step4:设置对象头

初始化零值完成之后，虚拟机要对对象进行必要的设置，例如这个对象是那个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄等信息。 这些信息存放在对象头中。 另外，根据虚拟机当前运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。

Step5:执行 init 方法

在上面工作都完成之后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了，但从 Java 程序的视角来看，对象创建才刚开始，<init></init> 方法还没有执行，所有的字段都还为零。所以一般来说，执行 new 指令之后会接着执行 <init></init> 方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。

Answer 2

关于对象的创建过程一般是从new指令(我说的是JVM的层面)开始的(具体请看图1)，JVM首先对符号引用进行解析，如果找不到对应的符号引用，那么这个类还没有被加载，因此JVM便会进行类加载过程（具体加载过程可参见我的另一篇博文）。符号引用解析完毕之后，JVM会为对象在堆中分配内存，HotSpot虚拟机实现的JAVA对象包括三个部分：对象头、实例字段和对齐填充字段（具体内容请看图2），其中要注意的是，实例字段包括自身定义的和从父类继承下来的（即使父类的实例字段被子类覆盖或者被private修饰，都照样为其分配内存）。相信很多人在刚接触面向对象语言时，总把继承看成简单的“复制”，这其实是完全错误的。JAVA中的继承仅仅是类之间的一种逻辑关系（具体如何保存记录这种逻辑关系，则设计到Class文件格式的知识，具体请看我的另一篇博文），唯有创建对象时的实例字段，可以简单的看成“复制”。

为对象分配完堆内存之后，JVM会将该内存（除了对象头区域）进行零值初始化，这也就解释了为什么JAVA的属性字段无需显示初始化就可以被使用，而方法的局部变量却必须要显示初始化后才可以访问。最后，JVM会调用对象的构造函数，当然，调用顺序会一直上溯到Object类。

至此，一个对象就被创建完毕，此时，一般会有一个引用指向这个对象。在JAVA中，存在两种数据类型，一种就是诸如int、double等基本类型，另一种就是引用类型，比如类、接口、内部类、枚举类、数组类型的引用等。引用的实现方式一般有两种，具体请看图3。此处说一句题外话，经常用人拿C++中的引用和JAVA的引用作对比，其实他们两个只是“名称”一样，本质并没什么关系，C++中的引用只是给现存变量起了一个别名(引用变量只是一个符号引用而已，编译器并不会给引用分配新的内存)，而JAVA中的引用变量却是真真正正的变量，具有自己的内存空间，只是不同的引用变量可以“指向”同一个对象而已。因此，如果要拿C++和JAVA引用对象的方式相对比，C++中的指针倒和JAVA中的引用如出一辙，毕竟，JAVA中的引用其实就是对指针的封装。

图1 对象的创建过程

图2 对象的组成结构

图3 对象引用的两种实现方式