「每日五分鐘，玩轉JVM」：對象從哪來

2019 年 10 月 3 日
筆記

面向對象

眾所周知，Java是一門面向對象的高級程式語言，那麼現在問題來了，對象從哪來呢？有些人會說通過new關鍵字來創建一個對象，說的很好，本篇我們就來解密在new一個對象的過程中，JVM都給我們做了什麼工作。

走哪來，到哪去

一個對象的誕生必定有一個類，通常我們都是通過new關鍵字實例化一個類來獲取該類的一個對象，類在載入的過程中會經歷一系列的檢查，解析，初始化等一系列的過程，我們會在後面詳細的分步驟進行講解，這裡我們只關心對象。

下面對象就要被載入到我們的虛擬機記憶體的堆記憶體中，載入到堆記憶體中也就意味著這個對象需要一定的空間，那麼這個空間走哪來呢？這裡JVM規範給出了兩種情況：

指針碰撞

所謂指針碰撞，前提的條件是JVM的堆記憶體是絕對工整的，中間有一個指針作為分割空閑空間和已用空間的」三八線「，指針碰撞一般發生在Eden區，跟蹤在Eden創建的最後一個對象，這個對象會被放在Eden的頂部。如果有足夠的空間，對象就會被創建在Eden，並且被放置在頂部，然後將指針向上移動（如果你玩過俄羅斯方塊，你就應該明白，說白了就是一種不可消除絕對規整的俄羅斯方塊），當俄羅斯方塊被堆滿之後，就會觸發一次Minor GC（關於GC的知識，我們在後面來講解）

打個比方來說，一個班裡有很多座位，學生必須按照順序來坐，這樣只需要知道最後一個進來的學生坐哪就知道下一個學生坐哪，以及有沒有空位~

在單執行緒的情況下，我們這樣使用是沒有什麼問題的，但是如果處於多執行緒並發的情況，就會出現分配空間失敗的情況，打個比方來說，就是把一個位置同時賣給了兩個人，這種情況勢必就會打架，這種情況下，我們可以採取兩種方法來解決這個問題：

使用CAS+失敗重試保證更新操作的原子性

CAS（Compare And Swap），關鍵是3個操作數。

記憶體值V

舊的預期值A

要修改的新值B

當且僅當預期值A和記憶體值V相同時，將記憶體值V修改為B，否則什麼都不做。

第二種方法，結合我們上節課說到的TLAB來實現，在分配記憶體的時候在每個執行緒上的TLAB（Thread Local Allocation Buffer）區域進行分配，這裡分配的時候可以初始化為零值，這一步操作保證了對象實例欄位在Java程式碼中不賦值就可以直接使用。

Free List

另一種情況是當堆記憶體不規整的情況下（學生不要排排坐），JVM會把沒來上課的學生（未使用的記憶體）記到小本本上，當有新學生（新的對象）來上課的時候，可以去看本本上的座點陣圖給學生安排座位~

這個JVM的小本本就叫做空閑列表（Free List）。

結語

到這裡，對於虛擬機，對象就已經找到了自己的座位並落座，下一篇，我們來介紹一下對象中都有什麼。