对象的创建方式有哪些?在虚拟机中具体的创建过程是怎样的？

news2025/4/18 16:52:46

在Java中，对象的创建方式及其在虚拟机中的具体过程如下：

一、对象的创建方式

使用 new 关键字
最常见的对象创建方式，直接调用类的构造方法。
```
MyClass obj = new MyClass();
```

反射（Reflection）
通过 Class 或 Constructor 对象动态创建实例。

// 使用Class.newInstance()（已废弃）
MyClass obj = MyClass.class.newInstance();

// 使用Constructor.newInstance()
Constructor<MyClass> constructor = MyClass.class.getConstructor();
MyClass obj = constructor.newInstance();

克隆（Clone）
实现 Cloneable 接口，通过 clone() 方法复制现有对象。

MyClass original = new MyClass();
MyClass clone = (MyClass) original.clone();

反序列化（Deserialization）
通过反序列化字节流恢复对象，不会调用构造方法。

ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("data.obj"));
MyClass obj = (MyClass) in.readObject();

工厂方法（Factory Method）
通过静态方法返回对象实例，隐藏构造细节。

public class MyClass {
    public static MyClass create() {
        return new MyClass();
    }
}
MyClass obj = MyClass.create();

Unsafe 类（不推荐）
绕过构造方法直接分配内存（需谨慎使用）。
```
MyClass obj = (MyClass) Unsafe.getUnsafe().allocateInstance(MyClass.class);
```

二、虚拟机中的对象创建过程

当 JVM 遇到 new 指令时，会按以下步骤创建对象：

1. 类加载检查

• 检查类是否已加载：
若类未被加载，触发类加载过程（加载 → 验证 → 准备 → 解析 → 初始化）。

2. 内存分配

• 分配堆内存：根据对象的类型和大小，在堆中分配空间。
• 分配方式：
| 方式 | 适用场景 | 实现 |
|---------------------|-----------------------------------------|----------------------------------------|
| 指针碰撞（Bump the Pointer） | 堆内存规整（如Serial、ParNew等带压缩的GC） | 通过移动指针分配连续内存。 |
| 空闲列表（Free List） | 堆内存不规整（如CMS） | 维护空闲内存块列表，从列表中分配。 |

• TLAB（Thread Local Allocation Buffer）：
为每个线程在堆中预先分配一小块内存（默认1%），避免多线程竞争，提升分配效率。

3. 内存空间初始化

• 零值初始化：将对象的实例变量初始化为默认值（如 int → 0，引用 → null）。

4. 设置对象头（Object Header）

对象头包含以下信息：
• Mark Word：哈希码、GC分代年龄、锁状态标志等（32位/64位结构不同）。
• 类型指针：指向类元数据的指针（用于确定对象类型）。
• 数组长度（仅数组对象）：记录数组长度。

5. 执行构造方法（`<init>`）

• 实例变量初始化：执行代码中的显式赋值（如 private int x = 5;）。
• 构造代码块：执行 {} 中的代码。
• 构造函数：执行用户定义的构造方法（如 public MyClass() { ... }）。

三、不同创建方式的虚拟机处理差异

创建方式	内存分配	零值初始化	对象头设置	执行构造方法
`new` 关键字	✅	✅	✅	✅
反射（Constructor）	✅	✅	✅	✅
克隆（Clone）	✅	❌（复制原值）	✅	❌
反序列化	✅	❌（恢复原值）	✅	❌
Unsafe.allocateInstance	✅	✅	✅	❌