深入理解Java虚拟机之对象的内存布局、访问定位

内存布局

在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为三块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）、对齐填充（Padding）。

对象头

对象头分为两个部分，第一部分存储自身的 运行时数据 ，如对象的哈希码、GC分代年龄、锁标志位等。这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机中分别为32bit和64bit,官方称它为“Mark World”，Mark Word被设计为一个非固定的数据结构，以便在极小的内存空间内存储尽量多的信息，它会根据对象的状态复用自己的存储空间。32位HotSpot虚拟机对象头Mark Word存储内容如下：

第二部分是 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哪个类的实例。

如果对象是一个Java数组，对象头中还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对象的元数据信息确定Java对象的大小，但从数组的元数据却无法确定数组的大小。

实例数据

实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的，都需要记录下来。这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数（FieldsAllocationStyle）和Java字段在Java源码中定义的顺序的影响。HotSpot虚拟机默认的分配策略为longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/boolean、oops(ordinary object pointers)，相同宽度的字段总是被分配到一起。

对齐填充

对齐填充并不是必然存在的，仅起着占位符的作用。由于HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象的起始地址必须是8字节的整倍数，而对象头刚好是8字节的整倍数，所以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。

访问定位

建立对象是为了使用对象，我们的Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。

访问方式

• 句柄访问 ：在堆中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，句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的地址信息。

  

• 直接指针访问 ：reference中存储内容为对象地址。

  

两种访问方式优势对比

句柄访问最大的好处是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的指针，而无需修改reference本身。

直接指针访问的最大好处是速冻更快，节省了一次指针定位的时间开销。