虛擬機(jī)遇到一條new指令時(shí)，首先將去檢查這個(gè)指令的參數(shù)是否能在常量池中定位到一個(gè)類的符號(hào)引用，并且檢查這個(gè)符號(hào)引用代表的類是否已被加載、解析和初始化過。如果沒有，那必須西安執(zhí)行響應(yīng)的類加載過程。

　　在類加載檢查通過后，接下來虛擬機(jī)將為新生對(duì)象分配內(nèi)存。對(duì)象所需內(nèi)存的大小在類加載完成之后便可以完全確定(怎么確定)，為對(duì)象分配空間的任務(wù)等同于把一塊確定大小的內(nèi)存從Java堆中劃分出來。假設(shè)Java堆中內(nèi)存是絕對(duì)規(guī)整的，所有用過的內(nèi)存都放在一邊，空閑的內(nèi)存放在另一邊，中間放著一個(gè)指針作為分界點(diǎn)的指示器，那所分配內(nèi)存就僅僅是把那個(gè)指針向空閑空間那邊挪動(dòng)一段與對(duì)象大小相等的距離，這種分配方式稱為“指針碰撞”(Bump the Pointer)。如果Java堆中的內(nèi)存并不是規(guī)整的，已使用的內(nèi)存和空閑的內(nèi)存互相交錯(cuò)，那就沒有辦法簡(jiǎn)單地進(jìn)行指針碰撞了，虛擬機(jī)就必須維護(hù)一個(gè)列表，記錄上那些內(nèi)存塊是可用的，在分配的時(shí)候從列表中找出一塊足夠大的空間劃分給對(duì)象實(shí)例，并更新列表上的記錄，這種分配方式稱為“空閑列表”(Free List)。選擇哪種分配方式由Java堆是否規(guī)整決定，而Java堆是否規(guī)整又由所采用的垃圾收集器是否帶有壓縮整理功能決定。因此，在使用Serial、ParNew等帶Compact過程的收集器時(shí)，系統(tǒng)采用的分配算法是指針碰撞，而使用CMS這種基于Mark-Sweep算法的收集器時(shí)，通常采用空閑列表。

　　除如何劃分可用空間之外，還有另外一個(gè)需要考慮的問題是對(duì)象創(chuàng)建在虛擬機(jī)中是非常頻繁的行為，即使是僅僅修改一個(gè)指針?biāo)赶虻奈恢茫诓l(fā)情況下也并不是線程安全的，可能出現(xiàn)正在給對(duì)象A分配內(nèi)存，指針還沒來得及修改，對(duì)象B又同時(shí)使用了原來的指針來分配內(nèi)存的情況。解決這個(gè)問題有兩種方案，一種是對(duì)分配內(nèi)存空間的動(dòng)作進(jìn)行同步處理——實(shí)際上虛擬機(jī)采用CAS配上失敗重試的方式保證更新操作的原子性;另一種是把內(nèi)存分配的動(dòng)作按照線程劃分在不同的空間之中進(jìn)行，即每個(gè)線程在Java堆中預(yù)先分配一小塊內(nèi)存，稱為本地線程分配緩沖(Thread Local Allocation Buffer, TLAB)。哪個(gè)線程要分配內(nèi)存，就在哪個(gè)線程的TLAB上分配，只有TLAB用完并分配新的TLAB時(shí)，才需要同步鎖定。虛擬機(jī)是否使用TLAB,可以通過-XX:+/-UseTLAB參數(shù)來設(shè)定。

　　內(nèi)存分配完成之后，虛擬機(jī)需要將分配到的內(nèi)存空間都初始化為零值，如果使用TLAB,這一工作過程也可以提前至TLAB分配時(shí)進(jìn)行。這一步操作保證了對(duì)象的實(shí)例字段在Java代碼中可以不賦初始值就直接使用，程序能訪問到這些字段的數(shù)據(jù)類型所對(duì)應(yīng)的零值。

　　接下來，虛擬機(jī)要對(duì)對(duì)象進(jìn)行必要的設(shè)置，例如這個(gè)對(duì)象是那個(gè)類的實(shí)例、如何才能找到類的元數(shù)據(jù)信息、對(duì)象的哈希碼、對(duì)象的GC分帶年齡等信息。這些信息存放在對(duì)象的對(duì)象頭(Object Header)之中。根據(jù)虛擬機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)的不同，如是否啟用偏向鎖等，對(duì)象頭會(huì)有不同的設(shè)置方式。

　　在上面的工作都完成之后，從虛擬機(jī)的角度來看，一個(gè)新的對(duì)象已經(jīng)產(chǎn)生了，但從Java程序的視角來看，對(duì)象創(chuàng)建才剛剛開始，方法還沒有執(zhí)行，所有的字段都還為零。所以，一般來說(由字節(jié)碼中是否跟隨invokespecial指令所決定)，執(zhí)行New指令之后會(huì)接著執(zhí)行方法，把對(duì)象按照程序員的意愿進(jìn)行初始化，這樣一個(gè)真正的對(duì)象才算完全生產(chǎn)出來。

　　對(duì)象的內(nèi)存布局

　　在HotSpot虛擬機(jī)中，對(duì)象在內(nèi)存中的布局可以分為三塊區(qū)域

　　1 對(duì)象頭(Header)，包括兩部分信息

　?、俚谝徊糠钟糜诖鎯?chǔ)對(duì)象自身運(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，這部分?jǐn)?shù)據(jù)的長(zhǎng)度在32位和64位的虛擬機(jī)中分別為32bit和64bit，官方稱它為“Mark Word”。對(duì)象需要存儲(chǔ)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)很多，其實(shí)已經(jīng)超出32位、64位Bitmap結(jié)構(gòu)所能記錄的限度但是對(duì)象頭信息是與對(duì)象自身定義的數(shù)據(jù)無關(guān)的額外存儲(chǔ)成本，考慮到虛擬機(jī)的空間效率，Mark Word 被設(shè)計(jì)成一個(gè)非固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以便在極小的空間內(nèi)存儲(chǔ)盡量多的信息，它會(huì)根據(jù)對(duì)象的狀態(tài)服用自己的存儲(chǔ)空間。例如，在32位的HotSpot虛擬機(jī)中，如果對(duì)象處于未被鎖定的狀態(tài)下，那么MarkWord的32位bit空間中的25bit用于存儲(chǔ)對(duì)象哈希碼，4bit用于存儲(chǔ)對(duì)象分代年齡，2bit用于存儲(chǔ)鎖標(biāo)志位，1bit固定為0。

　　② 對(duì)象頭的另外一部分是類型指針，即對(duì)象指向它的類元數(shù)據(jù)的指針，虛擬機(jī)通過這個(gè)指針來確定這個(gè)對(duì)象是那個(gè)類的實(shí)例。并不是所有的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)都必須在對(duì)象數(shù)據(jù)上保留類型指針，換句話說，查找對(duì)象的元數(shù)據(jù)信息并不一定經(jīng)過對(duì)象本身，另外，如果對(duì)象是一個(gè)Java數(shù)組，那在對(duì)象頭中還必須有一塊用于記錄數(shù)組長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，因?yàn)樘摂M機(jī)可以通過普通Java對(duì)象的元數(shù)據(jù)信息確定Java對(duì)象的大小，但是從數(shù)組的元數(shù)據(jù)中卻無法確定數(shù)組的大小。

　　2 實(shí)例數(shù)據(jù)(Insatance Data)

　　實(shí)例數(shù)據(jù)部分是對(duì)象真正存儲(chǔ)的有效信息，也是在程序代碼中所定義的各種類型的字段內(nèi)容。無論是從父類繼承下來的，還是在子類中定義的，都需要記錄起來，這部分的存儲(chǔ)順序會(huì)收到虛擬機(jī)分配策略參數(shù)(FiledsAllocationStyle)和字段在Java源碼中定義順序的影響。HotSpot虛擬機(jī)默認(rèn)的分配策略為long/doubles、ints、shorts/chars、bytes/boolean、oops(Ordinary Object Pointers),從分配策略中可以看出。相同寬度的字段總是被分配到一起，在滿足這個(gè)前提條件的情況下，在父類中定義的變量會(huì)出現(xiàn)在子類之前。如果CompactFields參數(shù)值為true(默認(rèn)為true)，那么子類之中較窄的變量可能會(huì)插入到父類變量的空隙之中。

　　3 對(duì)其填充(Pandding)

　　對(duì)其填充并不是必然存在的也沒有什么特別的含義，他僅僅起著占位符的作用。由于HotSpot VM的自動(dòng)內(nèi)存管理系統(tǒng)要求對(duì)象起始地址必須是8字節(jié)的整數(shù)倍，換句換說，就是對(duì)象的大小必須是8字節(jié)的整數(shù)倍。而對(duì)象頭部分正好是8字節(jié)的倍數(shù)(1倍或者2倍)，因此，對(duì)象實(shí)例數(shù)據(jù)部分沒有對(duì)齊時(shí)，就需要通過對(duì)其填充來補(bǔ)全。

　　對(duì)象的訪問定位

　　建立對(duì)象是為了使用對(duì)象，Java程序需要通過棧上的reference數(shù)據(jù)來操作堆上的具體對(duì)象。由于reference類型在Java虛擬機(jī)規(guī)范中只規(guī)定了一個(gè)指向?qū)ο蟮囊茫]有定義這個(gè)引用應(yīng)該通過何種方式去定位、訪問堆中的對(duì)象的具體位置，所以對(duì)象訪問方式也是取決于虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)而定的。目前主流的訪問方式有使用句柄和直接指針兩種。

　　1 如果使用句柄訪問的話，那么Java堆中將會(huì)劃分出一塊內(nèi)存來作為句柄池，reference中存儲(chǔ)的就是對(duì)象的句柄地址，而句柄中包含了對(duì)象實(shí)例數(shù)據(jù)與類型數(shù)據(jù)各自的具體地址信息

　　2 指針訪問 那么Java堆對(duì)象的布局中就必須考慮如何放置訪問類型數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，而reference中存儲(chǔ)的直接就是對(duì)象地址

　　這兩種對(duì)象訪問方式各有優(yōu)勢(shì)，使用句柄來訪問的最大好處就是reference中存儲(chǔ)的是穩(wěn)定的句柄地址，在對(duì)象被移動(dòng)(垃圾收集時(shí)移動(dòng)對(duì)象是非常普遍的行為)時(shí)只會(huì)改變句柄中的實(shí)例數(shù)據(jù)指針，而reference本身不需要修改。

　　使用直接指針訪問方式的最大好處就是速度更快，它節(jié)省了一次指針定位的時(shí)間開銷，由于對(duì)象的訪問在Java中非常頻繁，因此這類開銷積少成多后也是一項(xiàng)非?？捎^的執(zhí)行成本。HotSpot使用的是直接指針這種方式訪問對(duì)象的。