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[讨论交流] JVM源码分析之Java对象的创建过程

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开花包的头像 楼主
发表于 2016-12-19 10:30:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
  乘着年轻,多学习

  接着上篇《JVM源码分析之Java类加载过程》,本文将基于HotSpot实现对Java对象的创建过程进行深入分析。

  定义两个简单的类AAA和BBB

k.png


  通过``javap -c AAA```查看编译之后的字节码,具体如下:

j.png


  Java中的new关键字对应jvm中的new指令,定义在InterpreterRuntime类中,实现如下:

i.png


  new指令的实现过程:

  1、其中pool是AAA的constant pool,此时AAA的class已经加载到虚拟机中,new指令后面的#2表示BBB类全限定名的符号引用在constant pool的位置;

  2、方法pool->klass_at负责返回BBB对应的klassOop对象,实现如下:

h.png


  如果常量池中指定位置(#2)的数据已经是个oop类型,说明BBB的class已经被加载并解析过,则直接通过(klassOop)entry.get_oop()返回klassOop;否则表示第一次使用BBB,需要解析BBB的符号引用,并加载BBB的class类,生成对应的instanceKlass对象,并更新constant pool中对应位置的符号引用;

  3、klass->check_valid_for_instantiation可以防止抽象类被实例化;

  4、klass->initialize实现如下:

g.png


  如果BBB的instanceKlass对象已经初始化完成,则直接返回;否则通过initialize_impl方法进行初始化,整个初始化算法分成11步,具体实现如下:

  step1

f.png


  通过ObjectLocker在初始化之前进行加锁,防止多个线程并发初始化。

  step2

e.png


  如果当前instanceKlass处于being_initialized状态,且正在被其它线程初始化,则执行ol.waitUninterruptibly等待其他线程完成后通知。

  step3

d.png


  如果当前instanceKlass处于being_initialized状态,且被当前线程初始化,则直接返回。

  其实对于这个step的处理我有疑问,什么情况会走到这一步?

  step4

c.png


  如果当前instanceKlass处于fully_initialized状态,说明已经初始化完成,则直接返回;

  step5

b.png


  如果当前instanceKlass处于initialization_error状态,说明初始化失败了,抛出异常。

  step6

a.png


  设置当前instanceKlass的状态为 being_initialized;设置初始化线程为当前线程。

9.png


  如果当前instanceKlass不是接口类型,并且父类不为空,且还未初始化,则执行父类的初始化。

  step8

8.png


  通过this_oop->call_class_initializer方法执行静态块代码,实现如下:

7.png


  this_oop->class_initializer()可以获取静态代码块入口,最终通过JavaCalls::call执行代码块逻辑,再下一层就是具体操作系统的实现了。

  step9

6.png


  如果初始化过程没有异常,说明instanceKlass对象已经初始完成,则设置当前instanceKlass的状态为 fully_initialized,最后通知其它线程初始化已经完成;否则执行step10 and 11。

  step10 and 11

5.png


  如果初始化发生异常,则设置当前instanceKlass的状态为 initialization_error,并通知其它线程初始化发生异常。

  5、如果instanceKlass初始化完成,klass->allocate_instance会在堆内存创建instanceOopDesc对象,即类的实例化;

  instanceOopDesc

  当在Java中new一个对象时,本质是在堆内存创建一个instanceOopDesc对象。

4.png


  instanceOopDesc在实现上继承自oopDesc,其中oopDesc定义如下:

3.png


  当然,这只是 oopDesc的部分实现,oopDesc包含两个数据成员:_mark 和 _metadata。

  1、_mark是markOop类型对象,用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等等,占用内存大小与虚拟机位长一致,更具体的实现可以阅读 《java对象头的HotSpot实现分析》

  2、_metadata是一个结构体,其中wideKlassOop和narrowOop都是指向InstanceKlass对象的指针;

  instanceOopDesc对象的创建过程

2.png


  instanceOopDesc对象通过instanceKlass::allocate_instance进行创建,实现过程如下:

  1、has_finalizer判断当前类是否包含不为空的finalize方法;

  2、size_helper确定创建当前对象需要分配多大内存;

  3、CollectedHeap::obj_allocate从堆中申请指定大小的内存,并创建instanceOopDesc对象,实现如下:

1.png


  4、如果当前类重写了finalize方法,且非空,需要把生成的对象封装成Finalizer对象并添加到 Finalizer链表中,对象被GC时,如果是Finalizer对象,会将对象赋值到pending对象。Reference Handler线程会将pending对象push到queue中,Finalizer线程poll到对象,先删除掉Finalizer链表中对应的对象,然后再执行对象的finalize方法;

原文作者:占小狼  来源:开发者头条

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