1. 引入问题

有如下问题：

请解释一下对象的创建过程
Class对象在堆还是在方法区中
对象在内存中的存储布局
对象头具体包括什么
对象怎么定位
对象怎么分配
Object obj = new Object(); 在内存中占用多少个字节

2. 堆内存布局

2.1 基于分代的堆的内存布局（复习）

在这里插入图片描述

堆：

年轻代(1)
- 伊甸园区(8)
- s0(1)
- s1(1)
老年代(2)
(注：元空间在堆外内存中）

2.2 对象在堆中组成部分

在这里插入图片描述

对象在堆中主要由下面三个部分组成

对象头（Header）
实例数据（Instance Data）
对齐填充（Padding）

其中对象头又分为对象标志（存储对象的基本信息）和类型指针（指向类模板）。

2.3 对象头

2.3.1 对象标志（Mark Word）

对象标志用8字节64位来存储类的一些基本信息。比如：hashcode，GC分代年龄，锁标志等
在这里插入图片描述
注意这里分代年龄是4位。联想之前S区的分代年龄到达了15还没被GC就会到老年区，这里为什么是15？因为底层给了4bit来计算分代年龄。这里的15 = 2 ^ 4 - 1

2.3.2 类型指针（Class Pointer）

Cat object = new Cat();
分析这一句代码各个量的存储位置：

new Cat()：先在堆空间创建实例对象Cat。
object ：局部引用变量存放在栈帧中的局部变量表中
Cat：类模板（类元数据）存放在方法区（方法区的实现元空间放在堆外内存中）
类型指针指向他的类模板，通过这个指针来确定该实例对象属于哪个类。

2.3.3 补充：32位CPU和64位CPU区别

32位CPU表示总线的位宽位32位，通过总线来寻址，也就是能够表示2 ^ 32 = 4 * 2 ^ 30 = 4G内存。
同理，64位能够表示8G内存。

2.4 实例数据

如果对象有成员属性，这里就会有数据信息。如果没有属性，就不会有数据信息。比如boolean类型的属性占1个字节。int类型占4个字节。

2.4.1 补充：8中基本数据类型占存储空间的大小。

整数类型：byte(1字节),short(2字节), int(4字节),long(8字节)
浮点类型：float(4字节)， double(8字节)
字符类型：char(2字节)
布尔类型: boolean(1个字节)

2.5 对齐填充

2.5.1 为什么要对齐数据？

为了CPU能够高效寻址。

3. 分析对象占多少个字节

3.1 普通对象

Object object = new Object()占几个字节？
在64位CPU上，对象头中对象标志占8个字节，类型指针占4个字节。实例数据区无数据。对齐区12不是8的倍数了，扩充4个字节变成16。因此一共16个字节。

3.2 数组对象（多了个length）

public static void main(String[] args) {
    int[] a = {1};
    System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}

打印的内存布局信息：

在这里插入图片描述
可以看到SIZE一共是24byte。
对象头：对象标志8字节。类型指针4字节。数组长度4字节。
实例数据：int 1 数据4字节。
对齐：前面一共20字节。填充4字节。使其满足8的倍数。

4. 回答开头的问题

请解释一下对象的创建过程

new 申请一块空间，将属性赋值为初始值。（半初始化）
调用构造方法，对变量进行赋值。（初始化）
建立关联：将引用变量指向对象的地址。
1. 对象在堆还是在方法区中
  对象在堆中。对象所属类的元信息才在方法区中（比如类的方法代码，变量名，方法名，访问权限）。
2. 对象在内存中的存储布局
  对象创建后存放在堆空间中。一个对象存储结构包括对象头，实例数据，填充空间。对象头中的对象标志用来保存对象的基本信息，比如hascode, 分代年龄，锁标志等信息。对象头中的类型指针指向元空间中的类模板，表示当前对象所属的类。实例数据中存放对象中的属性值。填充字段用于字节对齐使对象存储空间为8的倍数。
3. 对象头具体包括什么
对象标志：hashcode,锁标志，分代年龄等
类型指针：指向方法区中的类。
数组长度（数组对象才有）
1. 对象怎么定位
  栈中的局部变量表中的引用变量存放的是对象的地址。通过引用变量能定位到对象。
2. 对象怎么分配
  如果对象不可逃逸，且属于热点数据，会直接在栈上进行分配。栈上分配的对象不用GC，直接弹出就行了。
  如果对象占用空间很大，直接在老年代分配。
  一般对象会先在年轻代的Eden区进行分配。
3. Object obj = new Object(); 在内存中占用多少个字节
  在内存中占用16字节，开启与不开启类型指针压缩都是16字节。

JUC-Java对象内存布局（对象头，类型指针，自填充）