1、可以说一下对象创建过程中的内存分配吗?

一般情况下我们通过new指令来创建对象,当虚拟机遇到一条new指令的时候,会去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到某个类的符号引用,并且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,那么会执行类加载过程。

通过执行类的加载,验证,准备,解析,初始化步骤,完成了类的加载,这个时候会为该对象进行内存分配,也就是把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来,在分配的内存上完成对象的创建工作。

对象的内存分配有两种方式,即指针碰撞和空闲列表方式。

指针碰撞方式:

假设Java堆中的内存是绝对规整的,用过的内存在一边,未使用的内存在另一边,中间有一个指示指针,那么所有的内存分配就是把那个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离。

空闲列表方式:

如果Java堆内存中不是规整的,已使用和未使用的内存相互交错,那么虚拟机就必须维护一个列表用来记录哪块内存是可用的,在分配的时候找到一块足够大的空间分配对象实例,并且需要更新列表上的记录。

需要注意的是,Java 堆内存是否规整是由所使用的垃圾收集器是否拥有压缩整理功能来决定的。

2、那么内存的分配如何保证线程安全呢?

  • 对分配内存空间的动作进行同步处理,通过“CAS + 失败重试”的方式保证更新指针操作的原子性。
  • 把分配内存的动作按照线程划分在不同的空间之中,即给每一个线程都预先分配一小段的内存,称为本地线程分配缓存(TLAB),只有TLAB用完并分配新的TLAB时,才需要进行同步锁定。 虚拟机是否使用TLAB,可以通过-XX: +/-UserTLAB参数来设定。

3、对象被访问的时候是怎么被找到的?

通过对栈内存和堆内存的介绍,我们知道了当创建一个对象的时候,在栈内存中会有一个引用变量,指向堆内存中的某个具体的对象实例。

Java虚拟机规范中并没有规定这个引用变量应该以何种方式去定位和访问堆内存中的具体对象。目前常见的对象访问方式有两种,即句柄访问方式和直接指针访问方式,分别介绍如下。

句柄访问方式:

在JVM的堆内存中划分出一块内存来作为句柄池,引用变量中存储的就是对象的句柄地址,句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。在内存垃圾收集之后,对象会移动,但是引用reference中存储的是稳定的句柄地址,但是句柄地址方式不直接,访问速度较慢。

直接指针访问方式:

引用变量中存储的就是对象的直接地址,通过指针直接访问对象。直接指针的访问方式节省了一次指针定位的时间开销,速度较快。Sun HotSpot使用了直接指针方式进行对象的访问。

4、堆内存上对象的分配与回收

我们创建的对象会优先在Eden分配,如果是大对象(很长的字符串数组)则可以直接进入老年代。虚拟机提供一个
-XX:PretenureSizeThreadhold参数,令大于这个参数值的对象直接在老年代中分配,避免在Eden区和两个Survivor区发生大量的内存拷贝。

另外,长期存活的对象将进入老年代,每一次MinorGC(年轻代GC),对象年龄就大一岁,默认15岁晋升到老年代,通过
-XX:MaxTenuringThreshold设置晋升年龄。

5、堆内存上的对象回收也叫做垃圾回收,那么垃圾回收什么时候开始呢?

垃圾回收主要是完成清理对象,整理内存的工作。上面说到GC经常发生的区域是堆区,堆区还可以细分为新生代、老年代。新生代还分为一个Eden区和两个Survivor区。垃圾回收分为年轻代区域发生的Minor GC和老年代区域发生的Full GC,分别介绍如下。

Minor GC(年轻代GC):
对象优先在Eden中分配,当Eden中没有足够空间时,虚拟机将发生一次Minor GC,因为Java大多数对象都是朝生夕灭,所以Minor GC非常频繁,而且速度也很快。

Full GC(老年代GC):
Full GC是指发生在老年代的GC,当老年代没有足够的空间时即发生Full GC,发生Full GC一般都会有一次Minor GC。

6、动态对象年龄判定

如果Survivor空间中相同年龄所有对象的大小总和大于Survivor空间的一半,那么年龄大于等于该对象年龄的对象即可晋升到老年代,不必要等到-XX:MaxTenuringThreshold。

7、空间分配担保

发生Minor GC时,虚拟机会检测之前每次晋升到老年代的平均大小是否大于老年代的剩余空间大小。如果大于,则进行一次Full GC(老年代GC),如果小于,则查看HandlePromotionFailure设置是否允许担保失败,如果允许,那只会进行一次Minor GC,如果不允许,则改为进行一次Full GC

8、JVM如何判定一个对象是否应该被回收?

判断一个对象是否应该被回收,主要是看其是否还有引用。判断对象是否存在引用关系的方法包括引用计数法以及root根搜索方法

引用计数法:

是一种比较古老的回收算法。原理是此对象有一个引用,即增加一个计数,删除一个引用则减少一个计数。垃圾回收时,只需要收集计数为0的对象。此算法最致命的是无法处理循环引用的问题。

可达分析法:

可达分析法的基本思路就是通过一系列可以做为root的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索。当一个对象到root节点没有任何引用链接时,则证明此对象是可以被回收的。以下对象会被认为是root对象:

  • 栈内存中引用的对象
  • 方法区中静态引用和常量引用指向的对象
  • 被启动类(bootstrap加载器)加载的类和创建的对象
  • Native方法中JNI引用的对象。