【对象实例化】面试常见问题及解析

3.2面试常见问题及解析

3.2.1 请详细叙述对象初始化的过程

问题剖析：当面试官提出这个问题时，主要考察你对对象初始化全过程的理解。回答这个问题切勿背诵，要有条理性地组织语言并讲出自己的理解。比如，对象初始化的目的是什么？什么条件下才能执行对象初始化？对象初始化与内存的哪块进行交互？

回答模板：

• 先讲讲对象初始化的目的
• 然后讲讲对象初始化的先决条件
• 然后讲分配内存那部分
  • 在内存哪个位置分配内存?一定在堆中分配内存么？展开聊聊逃逸分析
  • 有几种分配方式?可以展开聊聊CAS和TLAB
  • 内存分配线程安全么？
• 然后讲讲初始化
  • 结合对象内存布局聊聊MarkWord，Klass Pointer和实例数据
  • 在MarkWord的技术上聊聊和多线程、锁相关的内容
  • 可以再拓展讲讲一个对象到底占多少内存？基本类型和引用类型的字段到底占多少内存？最好自己有实践并测试过
     

3.2.2 所有对象都在堆内存上分配使用空间么？

问题剖析：当面试官提出这个问题时，主要考察你对对象实例化中内存分配的理解。这部分内容可以从两个角度出发，先谈在堆内存上分配的场景，然后谈特殊情况，即不在堆上分配的情况。

回答模板：

• 先讲讲对象分为哪几类？数组对象和非数组对象
• 然后讲在堆中分配内存的情况
  • 在Eden区分配的情况
  • 在TLAB分配的情况？TLAB满了怎么办？
• 然后讲不在堆分配的情况
  • 啥时候不在堆分配？
  • 扩展讲讲逃逸分析JIT

3.2.3 对象实例化时能保证线程安全么？

问题剖析：当面试官提出这个问题时，主要考察你对对象实例化中内存分配的细节是否掌握。
 

回答模板：不能。先说一下JVM是否天然支持多线程场景分配内存的线程安全问题，然后给出一个实例讲解如何发生线程不安全，最后讲讲解决思路。

相关理论：
代码在线上运行时，必须要保证创建对象的线程安全。考虑如下一种场景，对象A正在分配内存，然而指针还没修改时对象B完成了同一块内存的分配并修改了指针。虚拟机一般采用两种方式来保证这一阶段的线程安全：

• CAS + 失败重试
• TLAB

CAS是无锁并发的典型实现。CAS不进行加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作。如果因为冲突失败就自旋重试，直到成功为止。虚拟机采用CAS+失败自旋重试的方式保证更新操作的原子性。
 

3.2.4 请谈谈你对对象头的理解，是否知道每个部分所占字节数？

问题剖析：当面试官提出这个问题时，主要考察你对对象头初始化的细节是否掌握。

回答模板：

• 先讲对象头是什么？可以结合对象内存模型展开分析
  • 对象头有几部分？
  • 数组和非数组在对象头有啥区别？
• 然后以32位JVM为例分析对象头的组成结构
  • MarkWord都有哪些属性，每个属性占多少个bit？
  • MarkWord在多线程场景下，锁粗化时发生了什么变化？
  • Klass Pointer是什么？
     

3.2.5 一个对象到底占多少空间

言多无用，不如实操一下。这里引用了一个包用于测试不同对象所占的内存空间：

<dependency>
  <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
  <artifactId>jol-core</artifactId>
  <version>0.8</version>
</dependency>

下面给出多个例子检验对象实际占用空间大小。

空对象

public static void main(String[] args) {

    System.out.println("sizeOf(new Object()) = " + ClassLayout.parseInstance(new Object()).toPrintable());
}

在打开指针压缩时将会输出(-XX:+UseCompressedOops)：

sizeOf(new Object()) = java.lang.Object object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           e5 01 00 20 (11100101 00000001 00000000 00100000) (536871397)
     12     4        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

打开指针压缩时，对象头部总计16bytes：

• MarkWord占8byte
• KlassPointer占4byte
• 对齐填充部分占4byte

在关闭指针压缩时将会输出(-XX:-UseCompressedOops)：

sizeOf(new Object()) = java.lang.Object object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           00 1c 4b 17 (00000000 00011100 01001011 00010111) (390798336)
     12     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

在关闭指针压缩时，对象头部总计16bytes：

• MarkWord占8byte
• KlassPointer占8byte
• 无对齐填充部分

数组对象

默认打开指针压缩。

先来看看int[]的实际情况

public static void main(String[] args) {

    int[] data = new int[5];
    System.out.println("sizeOf(int[]) = " + ClassLayout.parseInstance(data).toPrintable());
}

sizeOf(int[]) = [I object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (0000