java的对象模型

java中的对象在内存中，究竟是怎样一种存在？

这篇随笔，我们就来一探究竟。可能不够深入，但是我们把理解到位，深入到我们需要的程度这样即可。

先来看下jvm的内存模型：

程序计数器

虚拟机栈和本地方法栈

堆

方法区（运行时常量池）

(图片出处：https://howtodoinjava.com/java/garbage-collection/jvm-memory-model-structure-and-components/)

这就是整个的jvm的内存模型的组成部分，那么对象是存储在Heap Area中的，也就是堆空间。

知道了存储的地方，那具体究竟是怎么存储的呢？我们继续。

注：全篇所说的jvm都是特指HotSpot JVM。

(刚在看OOP_CLASS)的过程中，详细看了一篇博客写的很清晰，把相关的内容写的很清晰。看了下介绍是个15年毕业的兄弟，现在已经是阿里的技术专家了，再次印证的那个道理，人必须有个勤字，一勤天下无难事，还有就是恒字，反省我自己的技术生涯，如果能做到这两个字也早起来了。痛定思痛继续努力。

之前其实翻过HotSpot的Klass部分的源码，但当时并没有深刻的理解，今天再来引用一下。

先看整个的结构：

Java对象分为两个部分在jvm中，一个是对象本身，一个是对象对应的类，在jvm的代码oopsHierarchy.hpp中可以看到，代表对象的是下边这些:

#ifndef CHECK_UNHANDLED_OOPS

typedef class oopDesc*                            oop;
typedef class   instanceOopDesc*            instanceOop;
typedef class   methodOopDesc*                    methodOop;
typedef class   constMethodOopDesc*            constMethodOop;
typedef class   methodDataOopDesc*            methodDataOop;
typedef class   arrayOopDesc*                    arrayOop;
typedef class     objArrayOopDesc*            objArrayOop;
typedef class     typeArrayOopDesc*            typeArrayOop;
typedef class   constantPoolOopDesc*            constantPoolOop;
typedef class   constantPoolCacheOopDesc*   constantPoolCacheOop;
typedef class   klassOopDesc*                    klassOop;
typedef class   markOopDesc*                    markOop;
typedef class   compiledICHolderOopDesc*    compiledICHolderOop;

#else

代表类的是下边这些：注释上也写了，klass的结构和oop的结构是分开的

// The klass hierarchy is separate from the oop hierarchy.

class Klass;
class   instanceKlass;
class     instanceMirrorKlass;
class     instanceRefKlass;
class   methodKlass;
class   constMethodKlass;
class   methodDataKlass;
class   klassKlass;
class     instanceKlassKlass;
class     arrayKlassKlass;
class       objArrayKlassKlass;
class       typeArrayKlassKlass;
class   arrayKlass;
class     objArrayKlass;
class     typeArrayKlass;
class   constantPoolKlass;
class   constantPoolCacheKlass;
class   compiledICHolderKlass;

#endif // SHARE_VM_OOPS_OOPSHIERARCHY_HPP

为什么要分开，据说是为了避免像c++那样实现多态的时候需要每个对象维护一个虚方法表，而分开的。这样oopDesc里我们可以看到，对象的定义里，对象头除了MarkWord之外，就是类型指针，而类型指针其实就是方法区的instanceKlass。表示的就是类在jvm里的实例信息。

代码链接：https://github.com/openjdk-mirror/jdk7u-hotspot/blob/50bdefc3afe944ca74c3093e7448d6b889cd20d1/src/share/vm/oops/oopsHierarchy.hpp

class oopDesc {
  friend class VMStructs;
 private:
  volatile markOop  _mark;  // 1  MarkWord
  union _metadata { // 2 类型指针
    wideKlassOop    _klass;
    narrowOop       _compressed_klass;
  } _metadata;
 
 // ...省略private:
  // field addresses in oop
  void*     field_base(int offset)        const;

  jbyte*    byte_field_addr(int offset)   const;
  jchar*    char_field_addr(int offset)   const;
  jboolean* bool_field_addr(int offset)   const;
  jint*     int_field_addr(int offset)    const;
  jshort*   short_field_addr(int offset)  const;
  jlong*    long_field_addr(int offset)   const;
  jfloat*   float_field_addr(int offset)  const;
  jdouble*  double_field_addr(int offset) const;
  address*  address_field_addr(int offset) const;

这个就是OopDesc.hpp的代码，而我们要的InstanceOop是这样的

#include "oops/oop.hpp"

// An instanceOop is an instance of a Java Class
// Evaluating "new HashTable()" will create an instanceOop.

class instanceOopDesc : public oopDesc {
 // 省略
};

#endif // SHARE_VM_OOPS_INSTANCEOOP_HPP

明显看到instanceOopDesc就是继承自oopDesc的。所以我们来分析下oopDesc的结构。

我们知道Java对象的组成部分是：对象头（Header）/ 实例数据(Instance Data)/ 对齐填充(Padding) 三个部分。而对象头又包括两部分：MarkWord 和类型指针。

代码中明显可以看到对象头的部分，我们已经标注出来，而实例数据就在下边的各种field里。

看到了OopDesc表示的对象，我们再来看下Klass表示的类吧。