1 对象的创建包含哪些步骤？

1.1 类加载检查

虚拟机遇到一条new指令时，首先去检查这个指令的参数能否在Class常量池中定位到一个类的符号引用，且检查这个符号引用代表的类是否已加载、解析和初始化过。如果没有，先执行相应的类加载过程。

new指令指：new关键词、对象克隆、对象序列化等。

1.2内存分配

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，为对象分配内存等同把一块确定大小的内存从java堆中划分出来。

1.2.1 内存分配有哪些方式？

分配内存的方式有 指针碰撞 和 空闲列表 2种。

选择哪种分配方式由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有压缩整理功能决定。

1 指针碰撞

适用场合：堆内存规整（即没有内存碎片）的情况下。

原理：所有用过的内存全部整合到一边，没有用过的内存放在另外一边，中间有一个分界指针，只需要向着没用过的内存方向将指针移动对象内存大小位置即可。

使用该分配方式的GC收集器：Serial，ParNew。

2 空闲列表

适用场合：堆内存不规整的情况下。

原理：JVM维护一个列表，该列表会记录哪些内存块是可用的，在分配内存的时候，找到一块足够大的内存块划分给对象实例，最后更新列表记录。

使用该分配方式的GC收集器：CMS。

1.2.2 内存分配的并发问题怎么解决？

创建对象是很频繁的问题，需保证线程安全。目前，虚拟机采用了2种方式来保证线程安全：

1 CAS+失败重试

CAS操作失败就重试，直到成功为止。保证更新操作的原子性。

2 TLAB

缓冲区（Thread Local Allocation Buffer）

JVM为每一个线程预先在Eden区分配一块内存，给线程中的对象分配内存时，先在TLAB上分配，当对象大于TLAB的剩余内存或TLAB的内存用尽时，采用 CAS+失败重试 的方式分配内存。

1.3 初始化零值

内存分配完成后，JVM将分配到的内存空间都初始化为零值。

这一步保证了对象的实例字段可以不赋初始值就直接使用。

1.4 设置对象头

初始化零值完成后，JVM开始设置对象头。

对象头主要包括2部分信息（如果是数组对象，还有一个数组长度）：

1.哈希码、GC分代年龄、锁状态标识等。

2.指向类元数据的指针，JVM通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。

1.5 执行init方法

执行init方法，对应到语言层面上讲，就是为属性赋值（与上面的赋零值不同），和执行构造方法。

2 对象栈上分配

通过创建对象时的内存分配可以知道JAVA中的对象都是在堆上进行分配，需要依靠GC进行内存回收，如果对象数量较多的时候，会给GC带来较大压力，间接影响应用的性能。

JVM通过逃逸分析来确定方法内的对象会不会被外部访问（即会不会“逃逸”），如果不会逃逸就可以在栈上给该对象分配内存，这样该对象所占用的内存空间就可以随着栈帧的出栈而销毁。

栈上分配一般同时依赖逃逸分析和标量替换。

2.1 对象逃逸分析

就是分析方法内对象是否会被外部引用（是否逃逸），未逃逸的对象在栈上分配内存。

JDK7之后默认开启逃逸分析。

2.2 标量替换

标量和聚合量：

1.基础类型和对象的引用可以理解为标量，它们不能被进一步分解。

2.能被进一步分解的就是聚合量，比如：对象。

标量替换：将对象成员变量分解成分散的变量，这些分散的变量在栈帧或寄存器上分配空间，这样就不会因为没有一大块连续空间导致对象内存不够分配。

3 对象的内存布局

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。

3.1 对象头

对象头主要由3部分组成：Mark Word、指向类的指针、数组长度（只有数组对象有）

1 Mark Word

Mark Word记录了哈希码、GC分代年龄、锁标识等信息。

在32位的JVM中长度是32bit，在64位的JVM中长度是64bit。

2 指向类的指针

JAVA对象的类数据保存在方法区。

该指针在32位的JVM中长度是32bit，在64位的JVM中长度是64bit。

3 数组长度（只有数组对象有）

该对象在32位和64位的JVM中长度都是32bit。

3.2 实例数据

对象真正存储的有效信息，也就是程序中定义的各种类型的字段内容。

3.3 对齐填充

对齐填充不是必然存在的，只是因为Hotspot要求对象大小必须是8字节的整数倍。

而对象头部分是8字节的倍数（1倍或2倍），所以实例数据部分没有对齐时，需要对齐填充来补全。

4 对象的访问定位

JAVA程序通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。由于reference类型在JVM规范中只定义了一个指向对象的引用，没有说明这个引用通过何种方式去定位、访问堆中对象的具体位置，所以访问的方式取决于JVM的实现。目前主要的访问方式由2种：句柄和直接指针。

4.1 句柄

JAVA堆中会划分出一块内存来作为句柄池，reference存放的是对象的句柄地址，而句柄中包括对象实例的地址和对象Class的地址。

4.2 直接指针

reference存放的是对象实例地址。对象实例数据的对象头里包含Class的地址。

4.3 两种访问方式各有什么优势？

1.句柄访问最大的好处是reference中存储的是稳定的句柄地址，对象移动时只会改变句柄中的实例数据指针，reference不需要修改。

2.直接指针访问的好处是速度快，减少了一次指针定位的时间开销。