一、Java对象创建的方式（5种）

1、使用new关键字创建

2、使用Class类的newInstance方法（反射机制）

我们也可以通过Java的反射机制使用Class类的newInstance方法来创建对象，事实上，这个newInstance方法调用无参的构造器创建对象，所以Student类中一定要有无参构造器，否则报错。

3、使用Constructor类的newInstance方法（反射机制）

使用newInstance方法的这两种方式创建对象使用的就是Java的反射机制，事实上Class的newInstance方法内部调用的也是Constructor的newInstance方法。

4、使用Clone方法创建

5、使用（反）序列化机制创建对象

具体代码如下所示：



总结：最简单的就是用new关键字创建对象，利用反射有两种方法，需要调用构造器，第二种方法一定调用的是无参构造器，clone和序列化并没有额外调用构造器。

二、对象的实例化过程



对象的创建过程

1、类加载

当虚拟机遇到一个new指令的时候，会先去检测这个指令的参数是否能定位到这个类的符号引用，并检查这个类是否被加载、解析、初始化过（在JVM的方法区中检查）。如果没有，则执行类加载（类加载机制）

2、内存分配

在类加载通过之后，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，相当于从Java堆中抽取一块内存出来；而根据内存的是否绝对规整，分为指针碰撞和空闲列表两种分配方式：

指针碰撞：假设Java堆中的内存是绝对规整的，分为空闲和非空闲两种，中间用一个指针当做划分界限的指示器；当一个新对象需要分配对象时，相当于把指针向空闲区域移动一段与对象大小相等的距离。

空闲列表：假设Java堆的内存不是绝对规整的，空闲和非空闲是相互交错的，那就需要一个OopMap列表，用来记录哪些内存块是可以用的，在对象分配内存时，划分一块大小相等的区域给对象，并更新这个列表

从上面的解释看，用哪种分配方式，是通过Java堆的内存块是否绝对规整决定的。

堆内存是否规整,主要是看 GC 回收了内存之后是否包含压缩或者整理功能.如果有,那么内存就比较规整.否则如果没有,创建对象就需要采用空闲列表的方式.

比如:serial,ParNew 等带有整理的收集器,可以使用指针碰撞.

CMS 使用简单清除的算法,可以使用空闲列表.

但对象的创建是频繁的，在并发的情况，多线程不一定是安全的，即存在A对象在分配内存，指针还未来得及修改，B对象也同时使用了原来的指针来分配对象。所以又衍生了两种解决办法，CAS+失败重试 和 TLAB两种方式

CAS+失败重试：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 (关于CAS锁，是乐观锁的一种实现，解释起来也比较麻烦，可以参考这里https://www.cnblogs.com/javalyy/p/8882172.html)



TLAB：本地线程分配缓冲，把内存分配的动作按照线程分配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，哪个线程需要需要分配，先在 TLAB 中分配，用完了并重新分配新的TLAB时，才需要同步锁定。

3、初始值为零

在内存分配完成之后，虚拟机需要将分配到的内存空间初始化为零值 (除对象头外)，这一步操作也保证了对象的实例字段在java代码中可以不赋初始值就可以使用，因为程序能访问这些字段的数据类型所对应的零值。

4、设置对象头

初始值设置之后，怎么知道对象是哪个类的实例，如何才能找到类的元数据信息、哈希码、GC分代年龄等信息呢？这就需要对对象头进行一些必要的设置，才能定位到。

5、入栈、执行init指令

从虚拟机来看，对象已经分配产生完成了，且入栈了；但 Java 程序来看，这才刚开始，所以，new 之后，则执行 init 方法，进行初始化。

6、Java对象的内存分布（即实例化后的对象在堆中的分布）

对象在内存中的存储布局可分为3部分：

对象头

其中对象头又可以细分为两部分：

1、存储对象自身运行时数据：如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的、偏向线程ID等信息

2、类型指针：即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个来确定这个对象是哪个类的实例（比如是指向栈中的类声明）

实例数据

是对象真正存储的有效信息，比如程序中定义的各种类型的字段内容，无论父类和子类都会记录下来；在分配时，相同宽度的字段会被分配到一起，这也是父类定义的变量会出现在子类之前的原因。

对齐填充

没啥实际意义，就是为了保证对象是8个字节的整数倍，没对齐时，用来补全而已。

7、对象的访问定位

使用对象时，通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。

建立对象是为了使用对象，Java 程序需要通过栈上的 reference 数据来操作堆上的具体对象；但这些访问方式取决于虚拟机实现而定，目前主流有句柄和直接指针两种:

句柄：从Java 堆中划分出一块内存用来作为句柄池，reference 中存储的就是对象的句柄地址，而句柄包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息，如下图(图片来自Java虚拟机第三版)

直接指针：在直接指针中，reference 储存的就是对象地址，所以，需要考虑的是如何防止访问类型数据的相关信息(图片来自Java虚拟机第三版)

优点介绍：

句柄：使用句柄好处是，reference中存放的是文档的句柄地址，对象被移动时，只改变句柄的实例数据指针，而reference 本身不需要修改

直接指针：使用直接指针的最大好处就是速度更快，节省了指针定位的开销；

HotSpot 使用第二种方式进行对象访问的.

三、对象的具体实例化过程

1， 在堆内存中开辟一块空间

2， 开辟空间分配一个地址（指针碰撞或者空闲列表两种分配方式）

3， 把对象的所有非静态成员加载到所开辟的空间下（从方法区的非静态区域中加载，类加载的时候.class文件的非静态内容就是加载到这里的）

4， 所有的非静态成员加载完成之后，对所有非静态成员变量进行默认初始化

5， 所有非静态成员变量默认初始化完成之后，调用构造函数

6， 在构造函数入栈执行时，分为两部分：先执行构造函数中的隐式三步，再执行构造函数中书写的代码

6.1、隐式三步：

1，执行super语句

2，对开辟空间下的所有非静态成员变量进行显式初始化

3，执行构造代码块(注：代码块与非静态成员变量显示初始化无先后顺序，与代码顺序相关，如代码块在上，则先加载代码块)

    6.2、在隐式三步执行完之后，执行构造函数中书写的代码

7，在整个构造函数执行完并弹栈后，把空间分配的地址赋值给一个引用对象（对象的访问定位有句柄和直接指针两种方式）

至此，Java堆中有一块内存新的内存 存储这个实例化的对象，对象里面包含了对象头、实例数据以及对齐填充。其中对象头又可以细分为两部分：

1、存储对象自身运行时数据：如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的、偏向线程ID等信息

2、类型指针：即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个来确定这个对象是哪个类的实例（比如是指向栈中的类声明）

实例数据是对象真正存储的有效信息。对齐填充没什么大用处。