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程序員們經(jīng)常會(huì)調(diào)侃說，現(xiàn)在找對(duì)象太難了，看我們代碼里找對(duì)象多容易，想要的時(shí)候就new 一個(gè)。
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玩笑歸玩笑，實(shí)際對(duì)代碼來(lái)說，對(duì)象不是你想 new 想new就能 new 的。像真實(shí)社會(huì)里會(huì)見見家長(zhǎng)，了解家庭等等，在實(shí)際的代碼運(yùn)行中，一個(gè)也不少。一個(gè)對(duì)象 new 的過程，也是要經(jīng)過層層「 考核」的。
今天一起看下， 代碼里 new 一個(gè)對(duì)象，都有哪些過程。
在 Java 開發(fā)中，你能想到的對(duì)象創(chuàng)建過程，最直接體現(xiàn)的是代碼里new MyObject()。
然而這只是「冰山一角」。
在虛擬機(jī)執(zhí)行中，要在堆里給對(duì)象空間吧。比如最容易想到的，你需要的對(duì)象有點(diǎn)大，在new的時(shí)候，內(nèi)存不夠了。
又或者當(dāng)前創(chuàng)建對(duì)象的 Class 繼承或者組合了其它的類或接口，這些在類加載過程中沒有找到，和現(xiàn)實(shí)中的家長(zhǎng)不同意也差不多。
還有多線程環(huán)境下，對(duì)象可能過早的「逸出」，就像家長(zhǎng)讓對(duì)象去相親一樣，讓其他線程可以修改對(duì)象的值，讓你意想不到。
...
你以為只是輕松的 new 了一下， 但JVM 還真干了不少事兒吧~ JVM 默默承擔(dān)了這一切，化難度、復(fù)雜于無(wú)形。
比如為了讓你更快的有對(duì)象， JVM 會(huì)看情況能不能「快速分配」，符合條件甚至還有專有內(nèi)存空間，保證不受其他線程的影響等等， 如果還是不行只能慢速了。
一個(gè)對(duì)象的創(chuàng)建基本流程如下：
- 獲得對(duì)象在常量池中的索引以及對(duì)應(yīng)的常量池項(xiàng)
- 驗(yàn)證類是否已被解析
- 獲取他對(duì)應(yīng)的 instanceKlass，保證已經(jīng)完成初始化
- 如果滿足條件，進(jìn)入快速分配流程
- 不滿足或快速分配失敗，進(jìn)入慢速分配，再進(jìn)行類的初始化，實(shí)例分配
總結(jié)起來(lái)似乎也只有兩步：
- 給對(duì)象分配 空間
- 設(shè)置對(duì)象的引用
但是分配就有不少的細(xì)節(jié)。為了能進(jìn)一步提速分配，并不是所有的對(duì)象都在 Eden區(qū)來(lái)分內(nèi)存的。
你想啊，整個(gè)堆都是線程共享的，如果大家都在這里分內(nèi)存，就免不了加鎖的操作。為此， JVM 又提供了一個(gè)加速選項(xiàng)。在 Eden 里給線程分配自己的私有分配區(qū)域，也就是傳說中的「TLAB(Thread Local Allocation Buffers) 」。這樣每個(gè)線程分配的時(shí)候，因?yàn)槭蔷€程私有，就不再需要加鎖，可以快速搞定。分配失敗就會(huì)再嘗試加鎖在 Eden 中進(jìn)行空間分配。
有沒有感覺 TLAB的分配和動(dòng)物占領(lǐng)領(lǐng)地類似，把某塊區(qū)域拉上便便或者撒上尿，以此提醒其他的動(dòng)物，這個(gè)地方被占領(lǐng)了。 ????
生活中的例子，有點(diǎn)類似計(jì)次的VIP通道。比如你在某個(gè)理發(fā)館充值辦了VIP，夠10次剪發(fā)。那這10次之內(nèi)去的時(shí)候，都不需要和其他人一起排隊(duì)等，直接分配固定的師傅。那如果還有一次的時(shí)候，你是去燙頭，原有的VIP不夠用了，就需要在「燙頭」的資源里去排隊(duì)。
在「虛擬機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)」一書中，對(duì)于線程局部分配是這樣描述的：
| 跳增指針分配只可用于空閑空間屬于單個(gè)線程的情況。如果有多個(gè)線程，那分配應(yīng)用是線程安全的。為每個(gè)對(duì)象分配使用原子指令代價(jià)過去昂貴。一個(gè)常見的解決方案是只對(duì)塊分配使用原子操作。每個(gè)線程從全局空間空間中用原子指令抓取一個(gè)空閑塊，然后在塊中用跳增指針進(jìn)行對(duì)象分配，不用原子操作，這個(gè)塊是線程局部用于分配的。 |
TLAB 該設(shè)置多大合適呢?
畢竟分配這個(gè)塊也還是需要原子操作的。如果太小，就需要頻繁的去請(qǐng)求塊的分配，從而讓線程局部塊的優(yōu)勢(shì)打了折扣。
但塊也不能太大，否則如果應(yīng)用程序中有很多線程，有些線程可能并不活躍分配對(duì)象，就會(huì)浪費(fèi)其中只有少數(shù)幾個(gè)對(duì)象的塊空間。
TLAB的大小 在 HotSpot 中默認(rèn)是自動(dòng)調(diào)整的，根據(jù)線程數(shù)以及每次創(chuàng)建對(duì)象的大小等一系列來(lái)自動(dòng)評(píng)估。
當(dāng)然，你也應(yīng)該想到，如果你的對(duì)象空間占用大怎么辦?
所以，在進(jìn)行TLAB分配的時(shí)候會(huì)判斷現(xiàn)有的余量是否夠分配對(duì)象。如果夠還好，直接分配，如果不夠的話，看余下有多少，如果余下的大于允許浪費(fèi)的量，則會(huì)直接在Eden上分配，不走TLAB，否則的話，再申請(qǐng)一塊TLAB，繼續(xù)分配。
對(duì)象大小怎么計(jì)算呢? 之前有一篇文章《怎樣計(jì)算一個(gè) Java 對(duì)象大小?這兒有幾種方法~》
這種TLAB的分配形式，也被稱為「跳增指針分配」，也就是說分配一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，只需要在空閑空間中移動(dòng)指針，跳增對(duì)象大小。
如果TLAB分配失敗就只能在 Eden中不停的重試去分配空間。
分配空間之后， 虛擬機(jī)會(huì)根據(jù)配置，確定是否要對(duì)實(shí)例數(shù)據(jù)進(jìn)行填0操作。這樣后面 Java 代碼里可以不初始賦值就能直接使用了。
再進(jìn)行對(duì)象頭的初始化操作 更新棧頂對(duì)象引用
慢速分配則需要在分配實(shí)例前，對(duì)類進(jìn)行解析，確保類和依賴的類已經(jīng)都進(jìn)行了解析和初始化。
- 首先需要對(duì)類檢查，確保不是抽象類和接口;
- 然后確保類已經(jīng)初始化，計(jì)算對(duì)象大小，在堆上創(chuàng)建實(shí)例
- 最后設(shè)置線程棧中的對(duì)象引用
怎么樣? 代碼里找個(gè)對(duì)象也不是那么容易吧 ????
【本文為專欄作者“侯樹成”的原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請(qǐng)通過作者微信公眾號(hào)『Tomcat那些事兒』獲取授權(quán)】
新聞標(biāo)題：在Java里找對(duì)象需要見家長(zhǎng)考核嗎？
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