Java对象的创建过程


Java 对象创建过程

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判断是否加载、分配内存（指针碰撞或者空闲链表）、初始化为零值、设置对象头（实例是哪个类的实例、类的元信息位置、GC 分代年龄等）、init 方法。

对象创建的流程步骤包括：

  • 1 虚拟机遇到一条 new 指令，首先检查这个对应的类能否在常量池中定位到一个类的符号引用；
  • 2 判断这个类是否已被加载、解析和初始化；
  • 3 为这个新生对象在 Java 堆中分配内存空间，其中 Java 堆分配内存空间的方式主要有以下两种：
    • 指针碰撞
      • 分配内存空间包括开辟一块内存和移动指针两个步骤
      • 非原子步骤可能出现并发问题，Java 虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性
    • 空闲列表
      • 分配内存空间包括开辟一块内存和修改空闲列表两个步骤
      • 非原子步骤可能出现并发问题，Java 虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性
  • 4 将分配到的内存空间都初始化为零；
  • 5 设置对象头相关数据：
    • GC 分代年龄
    • 对象的哈希码 hashCode
    • 元数据信息
  • 6 执行对象方法
  • 7 代码分析对象执行的过程

Java 虚拟机创建一个对象包含以下步骤：

  • ① 给对象分配内存；
  • ② 将对象的实例变量自动初始化为其变量类型的默认值；
  • ③ 初始化对象，给实例变量赋予正确的初始值。

针对第三个步骤，JVM 可采用三种方式来初始化对象，采用何种方式取决于创建对象的方式：

  • ① 如果对象是通过 clone() 方法创建的，那么 JVM 把原来被克隆的对象的实例变量的值拷贝到新对象中；
  • ② 如果对象是通过 ObjectInputStream 类的 readObject() 方法创建的，那么 JVM 通过从输入流中读入的序列化数据来初始化那些非暂时性(non-transient)的实例变量；
  • ③ 如果实例变量在声明时被显式初始化，那么就把初始化值赋给实例变量，接着再执行构造方法。这是最常见的初始化对象的方式。

总结对象创建过程：

  1. 首次创建对象时，类中的静态方法/静态字段首次被访问时，Java 解释器必须先查找类路径，以定位 .class 文件；
  2. 然后载入 .class（这将创建一个 Class 对象），有关静态初始化的所有动作都会执行。因此，静态初始化只在 Class 对象首次加载的时候进行一次；
  3. 当用 new 方法创建对象时，首先再堆上为对象分配足够的存储空间；
  4. 这块存储空间会被清零，这就自动地将对象中的所有基本类型数据都设置成了缺省值（对数字来说就是 0，对 boolean 和 str 也相同），而引用则被设置成了 null；
  5. 执行所有出现于字段定义处的初始化动作（非静态对象的初始化）；
  6. 执行构造器。

init 方法

Java 在编译之后会在字节码文件中生成 init 方法，称之为实例构造器，该实例构造器会将语句块，变量初始化，调用父类的构造器等操作收敛到 init 方法中，收敛顺序为：

  1. 父类变量初始化
  2. 父类语句块
  3. 父类构造函数
  4. 子类变量初始化
  5. 子类语句块
  6. 子类构造函数
  • 收敛到 init 方法的意思是：将这些操作放入到 init 中去执行。

clinit 方法

Java 在编译之后会在字节码文件中生成 clinit 方法，称之为类构造器。类构造器同实例构造器一样，也会将静态语句块，静态变量初始化，收敛到 clinit 方法中，收敛顺序为：

  1. 父类静态变量初始化
  2. 父类静态语句块
  3. 子类静态变量初始化
  4. 子类静态语句块

  • 若父类为接口，则不会调用父类的 clinit 方法。一个类可以没有 clinit 方法。

  • clinit 方法是在类加载过程中执行的，而 init 是在对象实例化执行的，所以 clinit 一定比 init 先执行。整个顺序就是：

  1. 父类静态变量初始化
  2. 父类静态语句块
  3. 子类静态变量初始化
  4. 子类静态语句块
  5. 父类变量初始化
  6. 父类语句块
  7. 父类构造函数
  8. 子类变量初始化
  9. 子类语句块
  10. 子类构造函数