本人本科毕业，21届毕业生，一年工作经验，简历专业技能如下，现根据简历，并根据所学知识复习准备面试。

记录日期：2021.12.30

大部分知识点只做大致介绍，具体内容根据推荐博文链接进行详细复习。

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JVM - 对象实例化

对象创建过程（重点）

建议这部分内容全文背诵，在《深入理解JVM虚拟机》2.3.1节，第48页。

1.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。（类加载过程在后面会讲）

2.分配内存

分配内存方式

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。

指针碰撞

假设Java堆中内存是绝对规整的，所有被使用过的内存都被放在一边，空闲的内存被放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅时把那个指针向空闲空间方向挪动一段与对象大小相等的距离。

空闲列表

如果Java堆中内存并不是规整的，已被使用的内存和空闲的内存相互交错在一起，那就没有办法简单地进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护一个列表，记录上哪些内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记录。

分配内存线程安全问题

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，虚拟机采用两种可选方案来保证线程安全：

  • 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。

这两种方案优先选择TLAB，虚拟机是否使用TLAB，通过-XX:+/-UseTLAB参数来决定。

3.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。

如果使用了TLAB，这一项工作也可以提前至TLAB分配时顺便进行。

4.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，例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码（实际上对象的哈希码会延后到真正调用hashCode()方法时才计算）、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1是否启用偏向锁1等，对象头会有不同的设置方式。

5.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> 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> 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。

对象的内存布局（重点）

在《深入理解JVM虚拟机》2.3.2节，第51页。

在 Hotspot 虚拟机中，对象在内存中的布局可以分为3块区域：对象头、实例数据和对齐填充。

对象头

Hotspot虚拟机的对象头包括两类信息。

Mark Word

第一部分叫做“Mark Word”，用于存储对象自身的运行时数据（如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等等）。

以32位的HotSport虚拟机为例，对象头Mark Word的存储内容如下所示：

类型指针

另一部分是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是那个类的实例。

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，这个可以看下面的对象的访问定位来了解。

此外，如果对象是一个Java数组，那么对象头中必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据确定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。

示例数据

实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序中所定义的各种类型的字段内容。

对齐填充

对齐填充部分不是必然存在的，也没有特别的含义，仅仅起着占位符的作用。 因为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，换句话说就是对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头部分正好是8字节的倍数（1倍或2倍），因此，当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。

对象的访问定位（重点）

建立对象就是为了后续使用该对象，我们的Java程序通过栈上的 reference 数据来操作堆上的具体对象。对象的访问方式在《Java虚拟机规范》中没有明确指明如何去定位，所以访问方式是有虚拟机实现而定，目前主流的访问方式是使用句柄和直接指针两种：

使用句柄

如果使用句柄的话，那么Java堆中将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的具体地址信息。

直接指针

如果使用直接指针访问，那么 Java 堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息，而reference 中存储的直接就是对象的地址。

这两种对象访问方式各有优势。使用句柄来访问的最大好处是 reference 中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针，而 reference 本身不需要修改。使用直接指针访问方式最大的好处就是速度快，它节省了一次指针定位的时间开销。