Java對象在JVM中長啥樣

前言

Java 是門面向對象的開發語言，那麼咱們本身編寫的 Java 類生成的對象是什麼樣的？它確定保存在虛擬機的內存中，但它以怎樣的結構來保存的呢？帶着疑問往下看看。

關於Klass

Java 層的開發可能不太熟悉 Klass，但確定熟悉 class，咱們只要知道 Klass 是 class 在 JVM 中的表示便可，即 Java class 對應 JVM Klass。C++ 中的繼承關係以下：

class MetaspaceObj
    class Metadata
        class Klass
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Klass 類用來描述 Java 類信息，包括描述類型自身佈局、類名、父類、子類、兄弟類等等。

關於oop

按前面 class 對應的方式，那麼對象也應該有 JVM 內部與之相對應的表示吧？沒錯，就是 oop(ordinary object pointer)，普通對象指針。它的定義以下：

typedef class oopDesc*                            oop;
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其中 oopDesc 類是全部 oop 的基類。在 JVM 中，不一樣的 oop 用於描述特定類型的對象。好比類對象用 instanceOopDesc，數組用 arrayOopDesc。

Klass+oop模型

Java 對象在 JVM 中的結構以下，包括 header 和對象內容。以下圖中，左邊的是 instanceOopDesc，即通常的類對象，header 包括了標識和元數據，標識用於存儲運行時記錄信息，包括哈希碼、GC鎖和線程鎖等等。而右邊的爲 arrayOopDesc，即數組對象，header 多了個 length，用於記錄數組長度。

來個demo

public class Test {

	private String[] flag = { "a", "b", "c" };
	private String name = "test";

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Test test = new Test();
		String _name = "test";
		System.out.println(test.flag);
		System.out.println(_name);
	}
}
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對象結構

在上面程序中打個斷點，經過 jps 查出 pid，而後使用下面命令打開 hsdb，根據 pid 鏈接到 JVM。

jhsdb hsdb
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查看 main 線程的棧內存，咱們主要是要拿到 Test 對象的地址，即0x000000008a105dd0。

接着用 inspector 來查看0x000000008a105dd0地址對應的 oop，看到這個 oop 就是咱們的 Test 類生成的對象結構了，包含了 mark 和 metadata。這裏可能會有個疑問，就是前面不是說數組還有一個 length 來表示數組長度的嗎？但圖中的 flag 數組變量並無看到 length 啊。

其實數組 oop 並非沒有 length，而是 C++ 並無聲明這個變量，而是經過指針來直接將數組長度保存到對應的內存了，因此這裏是看不到的。經過下面具體的實現代碼就能清楚瞭解到緣由了。是否是咱們就沒辦法看到這個長度值呢？並非，下面繼續看如何來看這個值。

int length() const {
    return *(int*)(((intptr_t)this) + length_offset_in_bytes());
  }
  
void set_length(int length) {
    *(int*)(((intptr_t)this) + length_offset_in_bytes()) = length;
  }
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前面咱們能夠獲得 flag 數組 oop 的地址爲0x000000008a105de8。64位機器上_mark爲8字節，_metadata爲4字節，那麼將地址加12，獲得0x000000008a105df4。而後用 hsdb 命令行的 examine 獲得地址的值，獲得0x8a105e0800000003，其中00000003即是。

hsdb> examine 0x000000008a105df4
0x000000008a105df4: 0x8a105e0800000003
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