Java对象与JVM（三） Java对象在Java虚拟机中的引用访问方式

ゝ一世哀愁。 2022-03-10 12:26 240阅读 0赞

**Java对象与JVM（三）**

**Java对象在Java虚拟机中的引用访问方式**

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>         在前面两篇文章中了解到Java对象实例是如何在HotSpot虚拟机的Java堆中创建的，以及创建后的内存布局是怎样的。
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>         下面我们详细了解在Java堆中的Java对象是如何访问定位的：先来了解reference类型数据是什么，再来了解两种访问方式：使用句柄或者使用直接指针（HotSpot虚拟机使用了直接指针的方式访问对象）。

## **1、reference类型** ##

>        java程序通过reference类型数据操作堆上的具体对象；
> 
> ### **（A）、JVM层面的引用** ###
> 
>        reference类型是引用类型（Reference Types）的一种；
> 
>        JVM规范规定reference类型来表示对某个对象的引用，可以想象成类似于一个指向对象的指针；
> 
>        对象的操作、传递和检查都通过引用它的reference类型的数据进行操作；
> 
> ### **（B）、Java语言层面的引用** ###

> > **（i）、JDK1.2前的引用定义**
> > 
> >        如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用；
> > 
> >        这种定义太过狭隘，无法描述更多信息；
> > 
> > **（ii）、JDK1.2后，对引用概念进行了扩充，将引用分为：**
> > 
> > > （1）、强引用（Strong Reference）
> > > 
> > >        程序代码普遍存在的，类似"Object obj=new Object()"；
> > > 
> > >        只要强引用还存在，GC永远不会回收被引用的对象；
> > > 
> > > （2）、软引用（Soft Reference）
> > > 
> > >        用来描述还有用但并非必需的对象；
> > > 
> > >        直到内存空间不够时（抛出OutOfMemoryError之前），才会被垃圾回收；
> > > 
> > >        最常用于实现对内存敏感的缓存；
> > > 
> > >        SoftReference类实现；
> > > 
> > > （3）、弱引用（Weak Reference）
> > > 
> > >        用来描述非必需对象；
> > > 
> > >        只能生存到下一次垃圾回收之前，无论内存是否足够；
> > > 
> > >        WeakReference类实现；
> > > 
> > > （4）、虚引用（Phantom Reference）
> > > 
> > >        也称为幽灵引用或幻影引用；
> > > 
> > >        完全不会对其生存时间构成影响；
> > > 
> > >        唯一目的就是能在这个对象被回收时收到一个系统通知；
> > > 
> > >        PhantomRenference类实现；                
> 
>        更多请参考JDK相关API说明；
> 
>        对于软引用，可以使用命令行选项"-XX：SoftRefLRUPolicyMSPerMB = <N>"来控制清除速率；
> 
>        更多请参考：[http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/vm/gctuning/considerations.html\#sthref65][http_docs.oracle.com_javase_8_docs_technotes_guides_vm_gctuning_considerations.html_sthref65]

## **2、对象访问方式** ##

>         虽然定义的reference类型数据来作为对象内存数据的引用，但JVM规范没有定义这个引用应该通过何种方式定位、访问堆上的对象，也没有不强制规定对象的内部结构应当如何表示；    
> 
>         这些都取决于JVM的实现，目前主流的对象访问方式有两种：
> 
> ### **（A）、使用句柄** ###
> 
>        Java堆划分一块内存作为句柄池，reference中存储就是对象的句柄地址；
> 
>         对象句柄包含两个地址：
> 
> >        （1）、在堆中分配的对象实例数据的地址；
> > 
> >        （2）、这个对象类型数据地址；    
> 
>         如图所示：

![20161229210448955][]

>         优点：对象移动时（垃圾回收时常见的动作），reference不需要修改，只改变句柄中实例数据指针；                
> 
> ### **（B）、使用直接指针** ###
> 
>        reference中存储就是在堆中分配的对象实例数据的地址；
> 
>        而对象实例数据中需要有这个对象类型数据的相关信息（前面文章讨论了HotSpot使用对象头来存储对象类型数据地址）；
> 
>         如图所示：

![20161229210449562][]

>         优点：对象访问时节省了一次指针定位的时间开销，速度更快；
> 
> >        由于对象访问非常频繁进行，所以能较好提升性能；
> 
>   
> 
> 
> **       HotSpot虚拟机使用了直接指针的方式访问对象；**
> 
>  
> 
> **        到这里，我们大体了解Java对象在HotSpot虚拟机中的访问定位方式， 判断对象是否存在引用是垃圾收集的首要问题，只有没有引用的对象才能被回收；后面我们将分别去了解：方法的调用与执行、JIT编译、以及JVM垃圾收集相关内容……**

【参考资料】

1、[《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践》][Java_JVM]第二版 第2章

2、《The Java Virtual Machine Specification》Java SE 8 Edition：[https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html][https_docs.oracle.com_javase_specs_jvms_se8_html_index.html]

3、《Java Platform, Standard Edition HotSpot Virtual Machine Garbage Collection Tuning Guide》：[http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/vm/gctuning/index.html][http_docs.oracle.com_javase_8_docs_technotes_guides_vm_gctuning_index.html]

4、《Memory Management in the Java HotSpot™ Virtual Machine》：[http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/memorymanagement-whitepaper-1-150020.pdf][http_www.oracle.com_technetwork_java_javase_tech_memorymanagement-whitepaper-1-150020.pdf]

5、HotSpot虚拟机参数官方说明：[http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html][http_docs.oracle.com_javase_8_docs_technotes_tools_unix_java.html]

6、[Java内存区域 JVM运行时数据区][Java_ JVM]

[http_docs.oracle.com_javase_8_docs_technotes_guides_vm_gctuning_considerations.html_sthref65]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/vm/gctuning/considerations.html%23sthref65
[20161229210448955]: /images/20220310/144d8b408624499aabf8893b216582d8.png
[20161229210449562]: /images/20220310/86f29b02a9674349be42bd3ace45b4bd.png
[Java_JVM]: https://www.baidu.com/s?wd=%E3%80%8A%E6%B7%B1%E5%85%A5%E7%90%86%E8%A7%A3Java%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA%EF%BC%9AJVM%E9%AB%98%E7%BA%A7%E7%89%B9%E6%80%A7%E4%B8%8E%E6%9C%80%E4%BD%B3%E5%AE%9E%E8%B7%B5%E3%80%8B&tn=24004469_oem_dg&rsv_dl=gh_pl_sl_csd
[https_docs.oracle.com_javase_specs_jvms_se8_html_index.html]: https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html
[http_docs.oracle.com_javase_8_docs_technotes_guides_vm_gctuning_index.html]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/vm/gctuning/index.html
[http_www.oracle.com_technetwork_java_javase_tech_memorymanagement-whitepaper-1-150020.pdf]: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/memorymanagement-whitepaper-1-150020.pdf
[http_docs.oracle.com_javase_8_docs_technotes_tools_unix_java.html]: http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html
[Java_ JVM]: http://blog.csdn.net/tjiyu/article/details/53915869