JVM 底层探秘：对象创建的详细流程、内存分配机制解析以及线程安全保障策略

当Java虚拟机遇到一条 new指令时，会执行以下步骤来创建对象：

1. 类加载检查

首先检查new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被加载、解析和初始化过。如果没有，必须先执行相应的类加载过程。

2. 内存分配

内存分配有两种方式：

① 指针碰撞

如果Java堆内存是规整的，所有被使用过的内存都被放在一 边，空闲的内存被放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那 个指针向空闲空间方向挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式称为“指针碰撞”（Bump The Pointer)。

② 空闲列表

如果Java堆内存不规整，已被使用的内存和空闲的内存相互交错在一起，那就没有办法简单地进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护一个列表，记录上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，并更新列表上的记录，这种分配方式称为“空闲列表”（Free List）。

内存是否规整取决于垃圾收集器是否带有压缩整理功能。例如，Serial和ParNew等带有Compact过程的收集器采用“指针碰撞”，而CMS这种基于Mark-Sweep算法的收集器通常采用“空闲列表”。

线程安全问题：

除了分配方式外，由于对象创建在虚拟机中是一个非常频繁的行为，此时需要保证在并发环境下的线程安全：如果一个线程给对象 A 分配了内存空间，但指针还没来得及修改，此时就可能出现另外一个线程使用原来的指针来给对象 B 分配内存空间的情况。想要解决这个问题有两个方案：

• 方式一：采用同步锁定，或采用 CAS 配上失败重试的方式来保证更新操作的原子性。

CAS操作的基本逻辑是：
（1）比较某个变量的当前值是否等于预期值。
（2）如果相等，则将该变量更新为新值。
（3）如果不相等，则返回当前值，调用方可以选择重

• 方式二：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 AllocationBuffer，TLAB），哪个线程要分配内存，就在哪个线程的本地缓冲区中分配，TLAB是线程私有的内存缓冲区，只有本地缓冲区用完了，分配新的缓存区时才需要同步锁定。

3. 内存空间初始化

分配内存后，虚拟机会将分配到的内存空间初始化为零值，如果使用了TLAB的话，这一项工作也可以提前至TLAB分配时顺便进行。

4. 对象头设置

设置对象头信息，包括对象的类元数据指针、哈希码、GC分代年龄等。

5. 对象初始化

在上面工作都完成之后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了。但是从Java程序的视角看来，对象创建才刚刚开始——构造函数，即Class文件中的<init>()方法还没有执行，new指令之后会接着执行<init>()方法，按照程序员的意愿对对象进行初始化。