源码分析：Java对象的内存分配(1)

源码分析：Java对象的内存分配(1)

Java对象的分配，根据其过程，将其分为快速分配和慢速分配两种形式，其中快速分配使用无锁的指针碰撞技术在新生代的Eden区上进行分配，而慢速分配根据堆的实现方式、GC的实现方式、代的实现方式不同而具有不同的分配调用层次。 
下面就以bytecodeInterpreter解释器对于new指令的解释出发，分析实例对象的内存分配过程：

一、快速分配

1.实例的创建首先需要知道该类型是否被加载和正确解析，根据字节码所指定的CONSTANT_Class_info常量池索引，获取对象的类型信息并调 用is_unresovled_klass()验证该类是否被解析过，在创建类的实例之前，必须确保该类型已经被正确加载和解析。

CASE(_new): { 
        u2 index = Bytes::get_Java_u2(pc+1); 
        constantPoolOop constants = istate->method()->constants(); 
        if (!constants->tag_at(index).is_unresolved_klass()) { 

2.接下来获取该类型在虚拟机中的表示instanceKlass(具体可以参考前文实例探索Java对象的组织结构)　

oop entry = constants->slot_at(index).get_oop(); 
          assert(entry->is_klass(), "Should be resolved klass"); 
          klassOop k_entry = (klassOop) entry; 
          assert(k_entry->klass_part()->oop_is_instance(), "Should be instanceKlass"); 
          instanceKlass* ik = (instanceKlass*) k_entry->klass_part(); 

3.当类型已经被初始化并且可以被快速分配时，那么将根据UseTLAB来决定是否使用TLAB技术(Thread-Local Allocation Buffers，线程局部分配缓存技术)来将分配工作交由线程自行完成。TLAB是每个线程在Java堆中预先分配了一小块内存，当有对象创建请求内存分 配时，就会在该块内存上进行分配，而不需要在Eden区通过同步控制进行内存分配。

if ( ik->is_initialized() && ik->can_be_fastpath_allocated() ) { 
            size_t obj_size = ik->size_helper(); 
            oop result = NULL; 
            // If the TLAB isn't pre-zeroed then we'll have to do it 
            bool need_zero = !ZeroTLAB; 
            if (UseTLAB) { 
              result = (oop) THREAD->tlab().allocate(obj_size); 
            } 
            if (result == NULL) { 
              need_zero = true; 

4.如果不使用TLAB或在TLAB上分配失败，则会尝试在堆的Eden区上进行分配。Universe::heap()返回虚拟机内存体系所 使用的CollectedHeap，其top_addr()返回的是Eden区空闲块的起始地址变量_top的地址，end_addr()是Eden区空 闲块的结束地址变量_end的地址。故这里compare_to是Eden区空闲块的起始地 址，new_top为使用该块空闲块进行分配后新的空闲块起始地址。这里使用CAS操作进行空闲块的同步操作，即观察_top的预期值，若与 compare_to相同，即没有其他线程操作该变量，则将new_top赋给_top真正成为新的空闲块起始地址值，这种分配技术叫做bump- the-pointer(指针碰撞技术)。

retry: 
              HeapWord* compare_to = *Universe::heap()->top_addr(); 
              HeapWord* new_top = compare_to + obj_size; 
              if (new_top <= *Universe::heap()->end_addr()) { 
                if (Atomic::cmpxchg_ptr(new_top, Universe::heap()->top_addr(), compare_to) != compare_to) { 
                  goto retry; 
                } 
                result = (oop) compare_to; 
              } 
            } 

5.根据是否需要填0选项，对分配空间的对象数据区进行填0

if (result != NULL) { 
              // Initialize object (if nonzero size and need) and then the header 
              if (need_zero ) { 
                HeapWord* to_zero = (HeapWord*) result + sizeof(oopDesc) / oopSize; 
                obj_size -= sizeof(oopDesc) / oopSize; 
                if (obj_size > 0 ) { 
                  memset(to_zero, 0, obj_size * HeapWordSize); 
                } 
              } 

6.根据是否使用偏向锁，设置对象头信息，然后设置对象的klassOop引用(这样对象本身就获取了获取类型数据的途径)

if (UseBiasedLocking) { 
                result->set_mark(ik->prototype_header()); 
              } else { 
                result->set_mark(markOopDesc::prototype()); 
              } 
              result->set_klass_gap(0); 
              result->set_klass(k_entry); 

7.把对象地址引入栈，并继续执行下一个字节码

SET_STACK_OBJECT(result, 0); 
              UPDATE_PC_AND_TOS_AND_CONTINUE(3, 1); 

8.若该类型没有被解析，就会调用InterpreterRuntime的_new函数完成慢速分配

// Slow case allocation 
        CALL_VM(InterpreterRuntime::_new(THREAD, METHOD->constants(), index), 
                handle_exception); 
        SET_STACK_OBJECT(THREAD->vm_result(), 0); 
        THREAD->set_vm_result(NULL); 
        UPDATE_PC_AND_TOS_AND_CONTINUE(3, 1); 

以上就是快速分配的过程，其流程图如下，关键在于快速分配在Eden区所使用的无锁指针碰撞技术 

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