创建对象的方式
new：最常见的方式
- 变形1：单例模式，静态方法getInstance()
- 变形2：工厂模式，静态方法xxxBuilder/xxxFactory
Class的newInstance()：反射的方式，只能调用空参构造器，权限必须是public（jdk9中过期，比较局限）
Constructor的newInstance(xxx)：反射的方式，可以调用空参、带参的构造器，权限没有要求（推荐使用）
clone()：不调用任何构造器，需要实现Cloneable接口，实现clone()方法
使用反序列化：从文件中、网络中获取一个对象的二进制流
第三方库Objenesis
创建对象的步骤
1.判断对象对应的类是否加载、链接、初始化
虚拟机遇到一条new指令，首先去检查这个指令的参数能否在Metaspace的常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载、解析和初始化。如果没有，则在双亲委派模式下，使用当前类加载器以ClassLoader+包名+类名为key查找对应的 .class文件，如果没有找到文件则抛ClassNotFoundException异常；如果找到则进行类加载，并生成对应的Class类对象
2.为对象分配内存
首先计算对象占用空间大小，接着在堆中划分一块内存给新对象
如果实例成员变量是引用变量，仅分配引用变量空间即可，即4个字节大小
如果内存规整，使用指针碰撞
如果内存是规整的，那么虚拟机将采用指针碰撞法（Bump The Pointer）来为对象分配内存。意思是所有用过的内存在一边，空闲的内存在另一边，中间放一个指针作为分界点的指示器，分配内存仅仅是把指针向空闲方向挪动一段与对象大小相等的距离。如果垃圾收集器选择的是Serial、ParNew这种基于压缩算法的，虚拟机采用这种分配方式
如果内存不规整，虚拟机需要维护一个列表，使用空闲列表分配
如果内存不规整，已使用的内存和未使用的内存相互交错，那么虚拟机采用空闲列表为对象分配内存。意思是虚拟机维护着一个列表，记录着哪些内存块是可用的，分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的内容。这种方式为空闲列表（Free List）
说明：选择哪种分配方式由Java堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定
3.处理并发安全问题
在分配内存空间时，另外一个问题是及时保证new对象的线程安全性：创建对象是非常频繁的操作，虚拟机需要解决并发问题。
虚拟机采用两种方式解决并发问题
CAS（Compare And Swap）失败重试、区域加锁：保证指针更新操作的原子性
TLAB（Thread Local Allocation Buffer）：把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲区
4.初始化分配到的空间
内存分配结束，虚拟机将分配的内存空间都初始化为零值（不包括对象头）。这一步保证了对象的实例字段在Java代码中可以不用赋初始值就可以直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值
5.设置对象的对象头
将对象的所属类（即类的元数据信息）、对象的HashCode和对象的GC信息、锁信息等数据存储在对象的对象头中。这个过程的具体设置方式取决于JVM的实现
6.执行init方法进行初始化
显示初始化、代码块中初始化、构造器中初始化都在最后一步中实现
在Java程序的视角看来，初始化才正式开始。初始化成员变量、执行实例化代码块、调用类的构造方法、并把堆内对象的首地址赋值给引用变量
class Customer {
int id = 1001; //显示初始化
String name;
Account acct;
{
name = "匿名客户"; //代码块中初始化
}
public Customer() {
acct = new Account(); //构造器中初始化
}
}
class Account{
}
对象的内存布局
对象头（Header）
实例数据（InstanceData）
对齐填充（Padding）
对象头
对象头分为两部分：
- 哈希值（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
- 类型指针：指向类元数据InstanceClass，确定该对象所属的类型
注意：如果是数组，还需记录数组的长度
实例数据
实例数据是对象真正存储的有效信息，包括程序代码中定义的各种类型的字段（包括从父类继承的和本身拥有的字段）
规则：
- 相同宽度的字段总是被分配在一起
- 父类中定义的变量会出现在子类之前
对齐填充
起占位符作用
对象访问定位
对象访问方式主要有两种：
- 句柄访问
- 直接指针（Hotspot采用）
句柄访问
reference中存储稳定句柄地址，对象被移动（垃圾回收时移动对象很普遍）时只需改变句柄中对象实例数据指针即可，reference本身不需要被修改
直接指针（Hotspot采用）
直接内存
不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域
直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存空间
通常，访问直接内存的速度会优于Java堆，读写性能高（读写频繁的场合适用）
Java的NIO库允许Java程序使用直接内存，用于数据缓冲区
缺点：
分配回收成本较高
不受JVM内存回收管理
读写文件，需要与磁盘交互，要由用户态切换到内核态
使用IO，需要两份内存存储重复数据，效率低
使用NIO，操作系统划出的直接缓存区可以被Java代码直接访问，NIO适合对大文件的读写操作
例子
class Customer {
int id = 1001;
String name;
Account acct;
{
name = "匿名客户";
}
public Customer() {
acct = new Account();
}
}
class Account{
}
public class CustomerTest {
public static void main(String[] args) {
Customer cust = new Customer();
}
}
