Java中对象的创建、内存分配和销毁

一、对象的创建


        创建对象是通过new关键字来实现,对于JVM来说new关键字背后还有很多细节。当创建一个对象,例如:Object object = new Object(),它对应的字节码指令是new(对象数组和基本类型数组不是),当执行到new指令时,虚拟机会先检查对应的类是否被加载过,如果没有被加载,那么执行类加载的过程。加载完毕后就需要为对象分配内存空间,分配算法主要分两种,一是指针碰撞,如果堆内存是整齐的,使用的内存和未使用的内存以分界点分开,那么为新生对象分配内存就是将分界点挪动对象同等大小的位置就可以了。翻看JVM源码可以知道,虚拟机采用了CAS和失败重试的方式保证内存分配的线程安全。如果堆内存是不整齐的,使用的内存和未使用的内存没有明确的分界点,零零散散的,那么虚拟机必须得记录哪些内存是正在使用的,哪些内存是未使用的,分配内存的时候需要找一块大于或者等于当前对象大小的内存空间,这种分配算法称为空闲列表。虚拟机采用什么方式为对象分配内存需要看使用的垃圾收集器是否带有整理功能。内存分配好了以后,就需要进行初始化操作,比如将空间初始化为零值,调用构造函数等等。

二、哪些对象需要被GC回收


判定一个对象需要回收主要有以下两种方法:

1、引用计数法,当有一个地方引用对象时,计数器加1,不引用时就减1。任何时刻,当对象的引用计数器为0时,表示着该对象已经没有被引用了,所以可以回收此类对象。这种算法最大的缺点就是解决不了相互引用的问题,比方说:A类中引用了B类实例,B类中引用了A类实例,但是A和B都没有被任何地方引用,此时A和B的引用计数都不为0,那么垃圾收集就无法回收此类对象而导致内存泄漏,有兴趣的读者可能不相信想写个例子试一试,结论是可以被回收的,因为Java虚拟机并没有采用这种算法。

2、可达性分析算法,这种算法是以一些称之为GC ROOTS的对象作为起始点,从起点一直往下枚举,如果GC ROOTS到对象不可达,也就是说从GC ROOTS开始,没有任何一条路径能够达到内存中的对象,那么该对象就已经脱离“组织”了,垃圾收集器就可以回收该对象。作为GC ROOTS的对象有:虚拟机栈中引用的对象、类静态属性引用的对象、常量引用的对象、native方法中引用的对象。

三、对象的finalize方法


        当GC ROOTS到对象不可达时,那么该对象会被进行一次标记和筛选,如果对象实现了finalize方法,那么对象会被放到一个ReferenceQueue队列当中,这个队列会被虚拟机启动的一个叫做Finalizer的后台线程死循环调用queue.remove(),这个方法会一直阻塞,直到有元素返回,返回的元素将会调用其finalize方法。很多资料上说Finalizer线程优先级很低,其实它的优先级并不低:Thread.MAX_PRIORITY - 2 = 8,而Thread的默认优先级为5。通过看源代码可以知道,通过jstack出来的线程堆栈可以看到这个线程的优先级是8。

        想要知道更多底层的细节并不是一件容易的事情,需要查阅很多资料。虽然可以通过看openJDK的源代码了解更多,但是相信很多朋友对openJDK的源代码还是一头雾水,不知道从哪里看起。有好方法的朋友欢迎留言一起讨论,一起学习,一起进步。

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