如何用JVM源碼分析Java對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)如何用JVM源碼分析Java對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

基于HotSpot實(shí)現(xiàn)對(duì)Java對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程進(jìn)行深入分析。

定義兩個(gè)簡(jiǎn)單的類AAA和BBB

通過(guò)“javap -c AAA“`查看編譯之后的字節(jié)碼，具體如下：

Java中的new關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)jvm中的new指令，定義在InterpreterRuntime類中，實(shí)現(xiàn)如下：

new指令的實(shí)現(xiàn)過(guò)程：
1、其中pool是AAA的constant pool，此時(shí)AAA的class已經(jīng)加載到虛擬機(jī)中，new指令后面的#2表示BBB類全限定名的符號(hào)引用在constant pool的位置；
2、方法pool->klass_at負(fù)責(zé)返回BBB對(duì)應(yīng)的klassOop對(duì)象，實(shí)現(xiàn)如下：

如果常量池中指定位置（#2）的數(shù)據(jù)已經(jīng)是個(gè)oop類型，說(shuō)明BBB的class已經(jīng)被加載并解析過(guò)，則直接通過(guò)(klassOop)entry.get_oop()返回klassOop；否則表示***次使用BBB，需要解析BBB的符號(hào)引用，并加載BBB的class類，生成對(duì)應(yīng)的instanceKlass對(duì)象，并更新constant pool中對(duì)應(yīng)位置的符號(hào)引用；
3、klass->check_valid_for_instantiation可以防止抽象類被實(shí)例化；
4、klass->initialize實(shí)現(xiàn)如下：

如果BBB的instanceKlass對(duì)象已經(jīng)初始化完成，則直接返回；否則通過(guò)initialize_impl方法進(jìn)行初始化，整個(gè)初始化算法分成11步，具體實(shí)現(xiàn)如下：

step1

通過(guò)ObjectLocker在初始化之前進(jìn)行加鎖，防止多個(gè)線程并發(fā)初始化。

step2

如果當(dāng)前instanceKlass處于being_initialized狀態(tài)，且正在被其它線程初始化，則執(zhí)行ol.waitUninterruptibly等待其他線程完成后通知。

step3

如果當(dāng)前instanceKlass處于being_initialized狀態(tài)，且被當(dāng)前線程初始化，則直接返回。
其實(shí)對(duì)于這個(gè)step的處理我有疑問(wèn)，什么情況會(huì)走到這一步？經(jīng)過(guò)RednaxelaFX大大提點(diǎn)，如下情況會(huì)執(zhí)行step3：
例如A類有靜態(tài)變量指向一個(gè)new B類實(shí)例，B類里又有靜態(tài)變量指向new A類實(shí)例，這樣外部用A時(shí)要初始化A類，初始化過(guò)程中又要觸發(fā)B類初始化，B類初始化又再次觸發(fā)A類初始化。

step4

如果當(dāng)前instanceKlass處于fully_initialized狀態(tài)，說(shuō)明已經(jīng)初始化完成，則直接返回；

step5

如果當(dāng)前instanceKlass處于initialization_error狀態(tài)，說(shuō)明初始化失敗了，拋出異常。

step6

設(shè)置當(dāng)前instanceKlass的狀態(tài)為 being_initialized；設(shè)置初始化線程為當(dāng)前線程。

如果當(dāng)前instanceKlass不是接口類型，并且父類不為空，且還未初始化，則執(zhí)行父類的初始化。

step8

通過(guò)this_oop->call_class_initializer方法執(zhí)行靜態(tài)塊代碼，實(shí)現(xiàn)如下：

this_oop->class_initializer()可以獲取靜態(tài)代碼塊入口，最終通過(guò)JavaCalls::call執(zhí)行代碼塊邏輯，再下一層就是具體操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)了。

step9

如果初始化過(guò)程沒(méi)有異常，說(shuō)明instanceKlass對(duì)象已經(jīng)初始完成，則設(shè)置當(dāng)前instanceKlass的狀態(tài)為 fully_initialized，***通知其它線程初始化已經(jīng)完成；否則執(zhí)行step10 and 11。

step10 and 11

如果初始化發(fā)生異常，則設(shè)置當(dāng)前instanceKlass的狀態(tài)為 initialization_error，并通知其它線程初始化發(fā)生異常。

5、如果instanceKlass初始化完成，klass->allocate_instance會(huì)在堆內(nèi)存創(chuàng)建instanceOopDesc對(duì)象，即類的實(shí)例化；

instanceOopDesc

當(dāng)在Java中new一個(gè)對(duì)象時(shí)，本質(zhì)是在堆內(nèi)存創(chuàng)建一個(gè)instanceOopDesc對(duì)象。

instanceOopDesc在實(shí)現(xiàn)上繼承自oopDesc，其中oopDesc定義如下：

當(dāng)然，這只是 oopDesc的部分實(shí)現(xiàn)，oopDesc包含兩個(gè)數(shù)據(jù)成員：_mark 和 _metadata。
1、_mark是markOop類型對(duì)象，用于存儲(chǔ)對(duì)象自身的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)，如哈希碼（HashCode）、GC分代年齡、鎖狀態(tài)標(biāo)志、線程持有的鎖、偏向線程ID、偏向時(shí)間戳等等，占用內(nèi)存大小與虛擬機(jī)位長(zhǎng)一致，更具體的實(shí)現(xiàn)可以閱讀 《java對(duì)象頭的HotSpot實(shí)現(xiàn)分析》
2、_metadata是一個(gè)聯(lián)合體，其中wideKlassOop和narrowOop都是指向InstanceKlass對(duì)象的指針，wide版是普通指針，narrow版是壓縮類指針（compressed Class pointer）

instanceOopDesc對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程

instanceOopDesc對(duì)象通過(guò)instanceKlass::allocate_instance進(jìn)行創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：
1、has_finalizer判斷當(dāng)前類是否包含不為空的finalize方法；
2、size_helper確定創(chuàng)建當(dāng)前對(duì)象需要分配多大內(nèi)存；
3、CollectedHeap::obj_allocate從堆中申請(qǐng)指定大小的內(nèi)存，并創(chuàng)建instanceOopDesc對(duì)象，實(shí)現(xiàn)如下：

4、如果當(dāng)前類重寫了finalize方法，且非空，需要把生成的對(duì)象封裝成Finalizer對(duì)象并添加到  Finalizer鏈表中，對(duì)象被GC時(shí)，如果是Finalizer對(duì)象，會(huì)將對(duì)象賦值到pending對(duì)象。Reference  Handler線程會(huì)將pending對(duì)象push到queue中，F(xiàn)inalizer線程poll到對(duì)象，先刪除掉Finalizer鏈表中對(duì)應(yīng)的對(duì)象，然后再執(zhí)行對(duì)象的finalize方法；

關(guān)于如何用JVM源碼分析Java對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。