Java物件與JVM（三）

Java物件在Java虛擬機器中的引用訪問方式

        在前面兩篇文章中瞭解到Java物件例項是如何在HotSpot虛擬機器的Java堆中建立的，以及建立後的記憶體佈局是怎樣的。

下面我們詳細瞭解在Java堆中的Java物件是如何訪問定位的：先來了解reference型別資料是什麼，再來了解兩種訪問方式：使用控制代碼或者使用直接指標（HotSpot虛擬機器使用了直接指標的方式訪問物件）。

1、reference型別

java程式通過reference型別資料操作堆上的具體物件；

（A）、JVM層面的引用

reference型別是引用型別（Reference Types）的一種；

JVM規範規定reference型別來表示對某個物件的引用，可以想象成類似於一個指向物件的指標；

物件的操作、傳遞和檢查都通過引用它的reference型別的資料進行操作；

（B）、Java語言層面的引用

（i）、JDK1.2前的引用定義

如果reference型別的資料中儲存的數值代表的是另外一塊記憶體的起始地址，就稱這塊記憶體代表著一個引用；

這種定義太過狹隘，無法描述更多資訊；

（ii）、JDK1.2後，對引用概念進行了擴充，將引用分為：

（1）、強引用（Strong Reference）

程式程式碼普遍存在的，類似"Object obj=new Object()"；

只要強引用還存在，GC永遠不會回收被引用的物件；

（2）、軟引用（Soft Reference）

用來描述還有用但並非必需的物件；

直到記憶體空間不夠時（丟擲OutOfMemoryError之前），才會被垃圾回收；

最常用於實現對記憶體敏感的快取；

SoftReference類實現；

（3）、弱引用（Weak Reference）

用來描述非必需物件；

只能生存到下一次垃圾回收之前，無論記憶體是否足夠；

WeakReference類實現；

（4）、虛引用（Phantom Reference）

也稱為幽靈引用或幻影引用；

完全不會對其生存時間構成影響；

唯一目的就是能在這個物件被回收時收到一個系統通知；

PhantomRenference類實現；                

更多請參考JDK相關API說明；

對於軟引用，可以使用命令列選項"-XX：SoftRefLRUPolicyMSPerMB = <N>"來控制清除速率；

2、物件訪問方式

雖然定義的reference型別資料來作為物件記憶體資料的引用，但JVM規範沒有定義這個引用應該通過何種方式定位、訪問堆上的物件，也沒有不強制規定物件的內部結構應當如何表示；    

這些都取決於JVM的實現，目前主流的物件訪問方式有兩種：

（A）、使用控制代碼

Java堆劃分一塊記憶體作為控制代碼池，reference中儲存就是物件的控制代碼地址；

物件控制代碼包含兩個地址：

（1）、在堆中分配的物件例項資料的地址；

（2）、這個物件型別資料地址；    

如圖所示：

優點：物件移動時（垃圾回收時常見的動作），reference不需要修改，只改變控制代碼中例項資料指標；                

（B）、使用直接指標

reference中儲存就是在堆中分配的物件例項資料的地址；

而物件例項資料中需要有這個物件型別資料的相關資訊（前面文章討論了HotSpot使用物件頭來儲存物件型別資料地址）；

如圖所示：

優點：物件訪問時節省了一次指標定位的時間開銷，速度更快；

由於物件訪問非常頻繁進行，所以能較好提升效能；

HotSpot虛擬機器使用了直接指標的方式訪問物件；

到這裡，我們大體瞭解Java物件在HotSpot虛擬機器中的訪問定位方式， 判斷物件是否存在引用是垃圾收集的首要問題，只有沒有引用的物件才能被回收；後面我們將分別去了解：方法的呼叫與執行、JIT編譯、以及JVM垃圾收集相關內容……

【參考資料】

1、《深入理解Java虛擬機器：JVM高階特性與最佳實踐》第二版 第2章