Java是一门面向对象的编程语言,在Java程序运行过程中无时无刻都有对象被创建出来。虚拟机遇到一个new 指令时,首先将会去检查这个指令的参数是否能在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过、解析、初始化过。

类加载检查通过后,接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需内存的大小在类加载完成后便可完全确定,为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。

虚拟根据堆内存是否规整使用不同的内存分配方式:如果内存是规整的,则仅仅是把指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离,这种分配方式成为“指针碰撞”。如果Java堆中的内存并不是规整的,已使用内存和未使用内存相互交错,虚拟机就必须维护一个列表,记录哪些内存块是可用的,在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,这种分配方式称为“空闲列表”。

并发情况下,创建对象并不是线程安全的,针对指针碰撞有两种解决方案,一种时候对分配内存空间的动作同步处理,实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性;另一种方式是把内存分配动作按照线程划分在不同的空间中进行,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(Thread Local Allocation Buffer, TLAB)。

内存分配完成后,虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为0值(不包括对象头),如果使用TLAB,这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。

接下来,虚拟机要对对象进行必要的设置,例如这个对象时哪个类的实例、如果才能找到类的元数据信息、对象的hash码、对象的GC分代年龄等信息。这些信息存放在对象的对象头(Object Header)中。

之后执行new指令后会接着执行方法,把对象按照程序员的意愿进行初始化。

参考资料

深入理解Java虚拟机-JVM高级特性与最佳实践