Java 对象内存布局详解_谈谈1974的博客

1.1 对象头

对象头 的数据总共包含了 3 个部分，以下是各个部分的用途：

Mark Word
包含一系列的标识，例如锁的标记、对象年龄等。在32位系统占4字节，在64位系统中占8字节
Class Pointer
指向对象所属的 Class 在方法区的内存指针，通常在32位系统占4字节，在64位系统中占8字节，64位 JVM 在 1.6 版本后默认开启了压缩指针，那就占用4个字节
Length
如果对象是数组，还需要一个保存数组长度的空间，占 4 个字节

其中 Mark Word 是对象头中非常关键的一部分，其在 JVM 中结构如下图所示，读者如感兴趣可以参考 JVM 的定义文件 markOop.hpp

1.2 实例数据

实例数据里面主要是对象的字段数据信息，JVM 为了内存对齐在这部分会执行一个 字段重排列 的动作：

字段重排列
JVM 在分配内存时不一定是完全按照类定义的字段顺序去分配，而是根据 JVM 选项 -XX:FieldsAllocationStyle 来进行排序，排序遵守以下规则：
1. 如果一个字段的大小为 N 字节，则从对象开始的内存位置到该字段的位置偏移量一定满足：字段的位置 - 对象开始位置 = mN (m >=1)，即是 N 的整数倍
2. 子类继承的父类字段的偏移量必须和父类保持一致

JVM 选项 -XX:FieldsAllocationStyle 的候选值如下：

0：先放入oops（普通对象引用指针），再放入基本变量类型（顺序：long/double、int、short/char、byte/boolean）
1：默认值，先放入基本变量类型（顺序：long/double、int、short/char、byte/boolean），然后放入oops（普通对象引用指针）
2：oops和基本变量类型交叉存储

1.3 对齐填充

对齐填充数据不是必须的，另外填充数据可能在实例数据末尾，也可能穿插在实例数据各个属性之间。JVM 堆中所有对象分配的内存字节总数必须是 8N，如果对象头和实例数据占用的总大小不满足要求，则需要通过对齐数据来填满


                  计算机访问内存的方式

计算机处理器读取内存数据时不是逐个字节去访问，而是以


                  内存访问粒度(2、4、8、16 甚至 32 字节的块)

为单位访问内存。这样做的目的是减少内存访问次数，加快执行速度

JVM 要求内存对齐的原因
基于以上内存访问方式，对于未对齐地址的内存数据，处理器一次访问非常可能在这块内存中取到不需要的数据，必须额外做一些移除不需要的数据的工作，再将其放置在寄存器中，这会严重影响内存访问效率，具体分析读者可参考 IBM 开发者网站文章。总而言之，JVM 要求内存对齐是为了计算机高效寻址，快速读取对象数据

2. 对象内存布局的查看

2.1 依赖引入

在项目中添加以下依赖，即可使用相关 API 查看对象的内存布局

Maven 依赖：
<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.16</version>
</dependency>
Gradle 依赖：
implementation('org.openjdk.jol:jol-core:0.16')
2.2 示例代码
 
2.2.1 默认开启压缩指针
 
 压缩指针
 我们知道，数据保存在计算机内存中实际都有一个起始内存地址，而对象数据映射到操作系统层面其实就可以看作是一段内存。在 64 位操作系统中，如果每一个对象都使用实际的 64 位地址指针来引用，那指针本身所占用的内存就是一个开销。 所谓压缩指针实际上是一个相对于 64 位 Java 堆内存基址的 32 位对象偏移量，借助这个 32 位偏移量而不是 64 位实际内存地址，虚拟机就可以用更小的内存耗费引用 64 位系统内存中的对象，给其他数据留下更多内存空间。另外因为它是对象偏移量而不是字节偏移量，所以可用于处理多达 40 亿个对象。具体信息读者可参考 官方文档 
public class ObjectMemoryLayout {
    static class People {
        private Long id;
        private String name;
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new People()).toPrintable());
可以看到在 64 位系统上默认开启压缩指针时，对象中各个部分内存占用如下： 
 对象头
 对象头中 Mark Word 占用 8 字节，类对象指针占用 4 字节，总共占用 12 字节
实例数据
 People 对象的属性 People.id 占用 4 字节，People.name 占用 4 字节，总共占用 8 字节
对齐填充
 以上两个部分总共占用 20 字节， 不满足 8N 要求，需要填充补齐 4 字节使对象总内存占用达到 24 字节，满足要求 
2.2.2 关闭指针压缩
 
依然使用以上示例代码，调整 JVM 的启动参数，添加 -XX:-UseCompressedOops 关闭压缩指针，可以看到对象内存占用有以下变化： 
 对象头
 对象头中 Mark Word 占用 8 字节，类对象指针占用 8 字节，总共占用 16 字节
实例数据
 People 对象的属性 People.id 占用 8 字节，People.name 占用 8 字节，总共占用 16 字节
对齐填充
 以上两个部分总共占用 32 字节， 满足 8N 要求，不需要填充补齐，则不存在对齐填充数据 
2.2.3 字段重排列
 
默认开启压缩指针，将 People.id 字段类型进行修改Long->long，会看到People.id 字段在对象内存中的位置已经发生了变化，People.id 字段为了满足偏移量要求被排在People.name 字段之后，显然字段内存位置并不是完全按照类定义的字段顺序去分配的 
public class ObjectMemoryLayout {
    static class People {
        private long id;
        private String name;
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new People()).toPrintable());
2.2.4 数组对象结构
 
默认开启压缩指针，运行以下示例代码，可以看到数组对象的内存结构如下： 
 对象头
 对象头中 Mark Word 占用 8 字节，类对象指针占用 4 字节，总共占用 12 字节
数组长度 & 对齐填充数据
 数组长度为 1，与填充数据的偏移量及大小一致，显然共用了内存，占用 4 字节
实例数据
 数组只有一个 People 对象，引用指针占用 4 字节，至此数组对象总大小 20 字节，不满足 8N，再在数组对象间填充 4 字节，使数组对象总大小达到 24 字节，最终满足 8N 要求 
public class ObjectMemoryLayout {
    static class People {
        private Long id;
        private String name;
    public static void main(String[] args) {
        People[] peoples = {new People()};
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(peoples).toPrintable());
3. 子类对象的内存结构
 
3.1 示例代码
 
默认开启压缩指针，运行以下示例代码，可以看到子类对象的内存布局如下： 
 对象头
 对象头中 Mark Word 占用 8 字节，类对象指针占用 4 字节，总共占用 12 字节
实例数据
 父类 People 的属性 People.id 占用 4 字节，People.name 占用 4 字节，子类 Chinese 自身的属性Chinese.nation 占有 4 字节，总共占用 12 字节
对齐填充
 以上两个部分总共占用 24 字节， 满足 8N 要求，不需要填充补齐，则不存在对齐填充数据 
public class ObjectMemoryLayout {
    static class




    
 People {
        private Long id;
        private String name;
    static class Chinese extends People {
        private String nation;
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new Chinese()).toPrintable());
3.2 子类对象的结构分析
 
从上一节可以看到子类对象的内存布局如下图所示，这个图例能够回答以下问题： 
 子类是否会继承父类的私有成员变量？
 从子类对象的内存布局来看，父类的私有成员变量显然被子类继承了。实际上类私有变量的访问控制符 private 只是编译器层面的限制，在计算机内存中不论是私有的还是公开的变量，都按规则存放在一起，对虚拟机来说没有区别
子类创建对象时是否会创建父类对象？
 子类继承了父类的成员变量，需要访问父类属性的时候可以通过 super 从自身内存中读取，并不需要持有父类对象，显然不会创建父类对象。不过继承自父类的私有成员变量也需要初始化，子类对象创建的时候会调用父类构造方法来完成这部分工作，但不会创建出父类对象 
4. 对象的栈上分配
 
在JVM 1.8 版本后，虚拟机默认开启 逃逸分析 特性，如果对象不会被当前线程以外的线程访问到，则优化为在线程栈上分配，从而减轻堆内 GC 压力。有关于这点可以通过以下示例验证 
4.1 关闭逃逸分析
 
public class ObjectMemoryLayout {
    static class People {
        private Long id;
        private String name;
    static class Chinese extends People {
        private String nation;
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("====== start create");
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            new Chinese();
        System.out.println("====== cost: " + (System.currentTimeMillis() - start));
示例代码在 for 循环中创建1亿个 Chinese 对象，并且笔者添加了 JVM 运行配置 -XX:+PrintGC -XX:-DoEscapeAnalysis 打印 GC 信息并关闭逃逸分析，运行结果如下所示： 
 单个Chinese 对象占用内存 24 字节，1 亿个对象占用大约 2G 内存，打印了 10 次 GC 信息，说明对象都分配在堆内，堆内存不够进行了垃圾回收
创建 1 亿 个对象总共耗时为 467 ms 
4.2 默认开启逃逸分析与标量替换
 
public class ObjectMemoryLayout {
    static class People {
        private Long id;
        private String name;
    static class Chinese extends People {
        private String nation;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("====== start create");
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            new Chinese();
        System.out.println("====== cost: " + (System.currentTimeMillis() - start));
        // 线程延时 100s 结束
        Thread.sleep(100000);
复用之前的示例代码，笔者只添加了 JVM 运行配置 -XX:+PrintGC 开启打印 GC 信息，结果如下图显示： 
 单个Chinese 对象占用内存 24 字节，1 亿个对象占用大约 2G 内存，但是没有任何 GC 信息打印，说明没有发生 GC
打印结果显示创建 1 亿 个对象总共耗时为 11 ms，但在线程延时 100s 结束之前使用 jps 命令找到当前 java 进程 pid，再使用命令 sudo jmap -histo -F pid | head -n 30 查看堆内实例数据，能看到com.nathan.ex.ObjectMemoryLayout$Chinese 对象数量远远低于 1 亿
在没有发生 GC 的情况下，堆内实际对象数量却远低于代码创建数，之所以会有这种情况，是因为默认开启逃逸分析后，JVM 会将未逃逸出当前线程的对象在线程栈上分配，分配的方式是标量替换 
 标量替换
 首先需了解数据分为聚合量和标量，聚合量是能够继续分解的，而标量是不可在再分的。JVM 的标量替换是指，如果逃逸分析证明一个对象不会被其他线程访问到，并且这个对象可以再分，那么创建对象的时候，实际上会优化为使用若干个基本类型的标量数据来替换它。这样将对象拆开后在栈上分配，就可以大幅减少在堆中开辟空间创建对象的操作，降低堆内锁竞争和内存占用。另外需要注意的是，逃逸分析是基于 JIT（即时编译） 的一种应用，只有在热点代码执行达到一定条件触发 JIT 后才能正确工作，存在延后性。也就是说，在逃逸分析得出结果并开始标量替换的优化之前，热点代码通常已经执行多次，已经有部分对象在堆中生成。除此之外，当栈上空间不足时，创建对象一定会往堆内分配 
4.2 默认开启逃逸分析，关闭标量替换
 
复用之前的示例代码，笔者添加了 JVM 运行配置 -XX:+PrintGC -XX:-EliminateAllocations 开启打印 GC 信息并关闭标量替换，结果如下图显示： 
 单个Chinese 对象占用内存 24 字节，1 亿个对象占用大约 2G 内存，打印了 10 次 GC 信息，说明虽然开启了逃逸分析，但是关闭标量替换后，未逃逸出线程的对象并没有拆分为标量在栈上分配，而是被原原本本地创建出来在堆内分配
创建 1 亿 个对象总共耗时为 444 ms，与关闭逃逸分析时相差无几 
第1节说在前面的话 [免费观看] 00:05:07分钟 | 
第2节整个部分要讲的内容说明 [免费观看] 00:06:58分钟 | 
第3节环境搭建以及jdk,jre,jvm的关系 [免费观看] 00:20:48分钟 | 
第4节jvm初体验-内存溢出问题的分析与解决 [免费观看] 00:17:59分钟 | 
第5节jvm再体验-jvm可视化监控工具 [免费观看] 00:21:17分钟 | 
第6节杂谈 [免费观看] 00:12:37分钟 | 
第7节Java的发展历史00:27:24分钟 | 
第8节Java的发展历史续00:02:27分钟 | 
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第11节lanmbda表达式简介00:07:02分钟 | 
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第14节Java虚拟机-HotSpotVM00:04:23分钟 | 
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第22节Java内存区域-简介00:07:56分钟 | 
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第24节Java内存区域-程序计数器00:12:54分钟 | 
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第27节Java内存区域-方法区00:06:32分钟 | 
第28节Java内存区域-直接内存和运行时常量池00:15:53分钟 | 
第29节对象在内存中的布局-对象的创建00:21:19分钟 | 
第30节探究对象的结构00:13:47分钟 | 
第31节深入理解对象的访问定位00:08:01分钟 | 
第32节垃圾回收-概述00:06:20分钟 | 
第33节垃圾回收-判断对象是否存活算法-引用计数法详解00:14:08分钟 | 
第34节垃圾回收-判断对象是否存活算法-可达性分析法详解00:07:09分钟 | 
第35节垃圾回收算法-标记清除算法00:04:36分钟 | 
第36节垃圾回收算法-复制算法00:14:35分钟 | 
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第39节垃圾收集器-parnew收集器详解00:04:53分钟 | 
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第41节垃圾收集器-cms收集器详解00:14:58分钟 | 
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第43节内存分配-概述00:04:23分钟 | 
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第46节内存分配-长期存活的对象进入老年代00:03:40分钟 | 
第47节内存分配-空间分配担保00:04:54分钟 | 
第48节内存分配-逃逸分析与栈上分配00:10:32分钟 | 
第49节虚拟机工具介绍00:10:27分钟 | 
第50节虚拟机工具-jps详解00:11:20分钟 | 
第51节虚拟机工具-jstat详解00:09:20分钟 | 
第52节虚拟机工具-jinfo详解00:05:03分钟 | 
第53节虚拟机工具-jmap详解00:08:48分钟 | 
第54节虚拟机工具-jhat详解00:08:10分钟 | 
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第56节可视化虚拟机工具-Jconsole内存监控00:07:09分钟 | 
第57节可视化虚拟机工具-Jconsole线程监控00:12:18分钟 | 
第58节死锁原理以及可视化虚拟机工具-Jconsole线程死锁监控00:10:38分钟 | 
第59节VisualVM使用详解00:08:03分钟 | 
第60节性能调优概述00:11:22分钟 | 
第61节性能调优-案例100:23:28分钟 | 
第62节性能调优-案例200:10:05分钟 | 
第63节性能调优-案例300:12:41分钟 | 
第64节前半部分内容整体回顾00:15:41分钟 | 
第65节Class文件简介和发展历史 [免费观看] 00:11:26分钟 | 
第66节Class文件结构概述 [免费观看] 00:16:50分钟 | 
第67节Class文件设计理念以及意义 [免费观看] 00:13:41分钟 | 
第68节文件结构-魔数 [免费观看] 00:09:49分钟 | 
第69节文件结构-常量池 [免费观看] 00:23:44分钟 | 
第70节文件结构-访问标志 [免费观看] 00:11:36分钟 | 
第71节文件结构-类索引00:11:26分钟 | 
第72节文件结构-字段表集合00:13:21分钟 | 
第73节文件结构-方法表集合00:10:06分钟 | 
第74节文件结构-属性表集合00:18:23分钟 | 
第75节字节码指令简介00:09:18分钟 | 
第76节字节码与数据类型00:09:34分钟 | 
第77节加载指令00:09:33分钟 | 
第78节运算指令00:10:24分钟 | 
第79节类型转换指令00:13:42分钟 | 
第80节对象创建与访问指令00:09:38分钟 | 
第81节操作树栈指令00:03:27分钟 | 
第82节控制转移指令00:11:58分钟 | 
第83节方法调用和返回指令00:06:37分钟 | 
第84节异常处理指令00:09:44分钟 | 
第85节同步指令00:07:34分钟 | 
第86节类加载机制概述00:07:26分钟 | 
第87节类加载时机00:13:15分钟 | 
第88节类加载的过程-加载00:15:15分钟 | 
第89节类加载的过程-验证00:10:24分钟 | 
第90节类加载的过程-准备00:05:40分钟 | 
第91节类加载的过程-解析00:14:04分钟 | 
第92节类加载的过程-初始化00:19:41分钟 | 
第93节类加载器00:22:41分钟 | 
第94节双亲委派模型00:17:03分钟 | 
第95节运行时栈帧结构00:08:46分钟 | 
第96节局部变量表00:20:48分钟 | 
第97节操作数栈00:08:36分钟 | 
第98节动态连接00:02:56分钟 | 
第99节方法返回地址和附加信息00:03:24分钟 | 
第100节方法调用-解析调用00:09:49分钟 | 
第101节方法调用-静态分派调用00:16:21分钟 | 
第102节方法调用-动态分派调用00:09:02分钟 | 
第103节动态类型语言支持00:09:27分钟 | 
第104节字节码执行引擎小结00:03:38分钟 | 
第105节总结与回顾00:10:55分钟
                                    使用句柄方式最大的好处就是reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动（垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为）时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要被修改。由于reference类型在Java虚拟机规范里只规定了一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过哪种方式去定位，以及访问到Java堆中的对象的具体位置，因此不同虚拟机实现的对象访问方式会有所不同，主流的访问方式有两种：使用句柄和直接指针。使用直接指针方式最大的好处就是速度更快，他节省了一次指针定位的时间开销。
1.5.2 编译Java程序 13
学生提问：当我们使用编译C程序时，不仅需要指定存放目标文件的位置，也需要指定目标文件的文件名，这里使用javac编译Java程序时怎么不需要指定目标文件的文件名呢？ 13
1.5.3 运行Java程序 14
1.5.4 根据CLASSPATH环境变量定位类 15
1.6 Java程序的基本规则 16
1.6.1 Java程序的组织形式 16
1.6.2 Java源文件的命名规则 17
1.6.3 初学者容易犯的错误 18
1.7 垃圾回收机制 20
1.8 何时开始使用IDE工具 21
学生提问：老师，我想学习Java编程，到底是学习Eclipse好呢，还是学习JBuilder好呢？ 21
1.9 本章小结 22
本章练习 22
第2章 理解面向对象 23
2.1 面向对象 24
2.1.1 结构化程序设计简介 24
2.1.2 程序的三种基本结构 25
2.1.3 面向对象程序设计简介 27
2.1.4 面向对象的基本特征 28
2.2 UML（统一建模语言）介绍 29
2.2.1 用例图 30
2.2.2 类图 31
2.2.3 组件图 33
2.2.4 部署图 33
2.2.5 顺序图 34
2.2.6 活动图 34
2.2.7 状态机图 36
2.3 Java的面向对象特征 36
2.3.1 一切都是对象 37
2.3.2 类和对象 37
2.4 本章小结 37
第3章 数据类型和运算符 38
3.1 注释 39
3.1.1 单行注释和多行注释 39
3.1.2 文档注释 40
学生提问：API文档是什么? 40
学生提问：为什么要掌握查看API文档的方法？ 42
3.2 标识符和关键字 45
3.2.1 分隔符 45
3.2.2 标识符规则 47
3.2.3 Java关键字 47
3.3 数据类型分类 48
3.4 基本数据类型 48
3.4.1 整型 49
3.4.2 字符型 49
3.4.3 浮点型 51
3.4.4 布尔型 52
3.5 基本类型的类型转换 53
3.5.1 自动类型转换 53
3.5.2 强制类型转化 54
3.5.3 表达式类型的自动提升 56
3.6 直接量 57
3.6.1 直接量的类型 57
3.6.2 直接量的赋值 58
3.7 运算符 58
3.7.1 算术运算符 58
3.7.2 赋值运算符 61
3.7.3 位运算符 62
3.7.4 扩展后的赋值运算符 64
3.7.5 比较运算符 65
学生提问：Java为什么要对这些数据进行缓存呢? 67
3.7.6 逻辑运算符 67
3.7.7 三目运算符 68
3.7.8 运算符的结合性和优先级 69
3.8 本章小结 70
本章练习 70
第4章 流程控制和数组 71
4.1 顺序结构 72
4.2 分支结构 72
4.2.1 if条件语句 72
4.2.2 switch分支语句 76
4.3 循环结构 78
4.3.1 while循环语句 78
4.3.2 do while循环语句 79
4.3.3 for循环 80
4.3.4 嵌套循环 83
4.4 控制循环结构 84
4.4.1 使用break结束循环 84
4.4.2 使用continue结束本次循环 86
4.4.3 使用return结束方法 87
4.5 数组类型 87
4.5.1 理解数组：数组也是一种类型 88
学生提问：int[]是一种类型吗？怎么使用这种类型呢？ 88
4.5.2 定义数组 88
4.5.3 数组的初始化 89
学生提问：能不能只分配内存空间，不赋初始值呢？89
4.5.4 使用数组 90
学生提问：为什么要我记住这些异常信息？ 91
4.5.5 JDK1.5提供了foreach循环 91
4.6 深入数组 93
4.6.1 内存中的数组 93
学生提问：为什么有栈内存和堆内存之分？ 93
4.6.2 基本类型数组的初始化 95
4.6.3 引用类型数组的初始化 96
4.6.4 没有多维数组 99
学生提问：我是否可以让图4.13中灰色覆盖的数组元素再次指向另一个数组？这样不可以扩展成三维数组吗？甚至扩展到更多维的数组？ 101
4.6.5 操作数组的工具类 102
4.6.6 数组的应用举例 103
4.7 本章小结 106
本章练习 106
第5章 面向对象（上） 107
5.1 类和对象 108
5.1.1 定义类 108
学生提问：构造器不是没有返回值吗？为什么不能用void修饰呢？ 110
5.1.2 对象的产生和使用 110
5.1.3 对象、引用和指针 111
5.1.4 对象的this引用 112
5.2 方法详解 116
5.2.1 方法的所属性 116
5.2.2 方法的参数传递机制 116
5.2.3 形参长度可变的方法 120
5.2.4 递归方法 121
5.2.5 方法重载 123
学生提问：为什么方法的返回值类型不能用于区分重载的方法？ 124
5.3 成员变量和局部变量 124
5.3.1 成员变量和局部变量 125
5.3.2 成员变量的初始化和内存中的运行机制 128
5.3.3 局部变量的初始化和内存中的运行机制 130
5.3.4 变量的使用规则 130
5.4 隐藏和封装 132
5.4.1 理解封装 132
5.4.2 使用访问控制符 132
5.4.3 package和import 135
5.4.4 Java的常用包 140
5.5 深入构造器 140
5.5.1 使用构造器执行初始化 141
学生提问：构造器是创建Java对象的途径，是不是说构造器完全负责创建Java对象？ 141
5.5.2 构造器的重载 142
学生提问：为什么要用this来调用另一个重载的构造器？我把另一个构造器里的代码复制、粘贴到这个构造器里不就可以了吗？ 143
5.6 类的继承 144
5.6.1 继承的特点 144
5.6.2 重写父类的方法 145
5.6.3 父类实例的super引用 146
学生提问：我们只是创建了一个Ostrich对象时，哪来的Bird对象？ 147
5.6.4 调用父类构造器 148
学生提问：为什么我创建Java对象时从未感觉到java.lang.Object的构造器被调用过？ 150
5.7 多态 151
5.7.1 多态性 151
5.7.2 引用变量的强制类型转换 152
5.7.3 instanceof运算符 154
5.8 继承与组合 154
5.8.1 使用继承的注意点 155
5.8.2 利用组合实现复用 156
学生提问：使用组合关系来实现复用时，需要创建两个Animal对象，是不是意味着使用组合关系时系统开销更大？ 159
5.9 初始化块 159
5.9.1 使用初始化块 160
5.9.2 初始化块和构造器 161
5.9.3 静态初始化块 162
5.10 本章小结 165
本章练习 165
第6章 面向对象（下） 166
6.1 基本数据类型的包装类 167
6.2 处理对象 170
6.2.1 打印对象和toString方法 170
6.2.2 ==和equals比较运算符 172
6.3 类成员 175
6.3.1 理解类成员 175
6.3.2 单例（Singleton）类 176
6.4 final修饰符 177
6.4.1 final变量 177
6.4.2 final方法 181
6.4.3 final类 182
6.4.4 不可变类 182
6.4.5 缓存实例的不可变类 186
6.5 抽象类 188
6.5.1 抽象方法和抽象类 188
6.5.2 抽象类的作用 191
6.6 更彻底的抽象：接口 192
6.6.1 接口的概念 192
6.6.2 接口的定义 193
6.6.3 接口的继承 195
6.6.4 使用接口 195
6.6.5 接口和抽象类 197
6.6.6 面向接口编程 198
6.7 内部类 202
6.7.1 非静态内部类 202
学生提问：非静态内部类对象和外部类对象的关系是怎样的？ 206
6.7.2 静态内部类 207
学生提问：为什么静态内部类实例方法也不能访问外部类的实例属性呢？ 207
学生提问：接口里是否能定义内部接口？ 208
6.7.3 使用内部类 208
学生提问：既然内部类是外部类的成员，是否可以为外部类定义子类，在子类中再定义一个内部类来重写其父类中的内部类？ 211
6.7.4 局部内部类 211
6.7.5 匿名内部类 212
6.7.6 闭包（Closure）和回调 215
6.8 枚举类 217
6.8.1 手动实现枚举类 217
6.8.2 枚举类入门 219
6.8.3 枚举类的属性、方法和构造器 220
6.8.4 实现接口的枚举类 223
6.8.5 包含抽象方法的枚举类 224
6.9 对象与垃圾回收 225
6.9.1 对象在内存中的状态 226
6.9.2 强制垃圾回收 227
6.9.3 finalize方法 228
6.9.4 对象的软、弱和虚引用 230
6.10 修饰符的适用范围 233
6.11 使用JAR文件 234
6.11.1 jar命令详解 235
6.11.2 创建可执行的JAR包 237
6.11.3 关于JAR包的技巧 238
6.12 本章小结 239
本章练习 239
第7章 Java集合 240
7.1 Java集合概述 241
7.2 Collection和Iterator接口 243
7.2.1 使用Iterator接口遍历集合元素 244
7.2.2 使用foreach循环遍历集合元素 246
7.3 Set接口 247
7.3.1 HashSet类 247
学生提问：hashCode方法对于HashSet的作用是什么？ 249
7.3.2 TreeSet类 252
7.3.3 EnumSet类 259
7.4 List接口 261
7.4.1 List接口和ListIterator接口 261
7.4.2 ArrayList和Vector实现类 264
7.4.3 固定长度的List 266
7.5 Queue接口 266
7.5.1 LinkedList实现类 266
7.5.2 PriorityQueue实现类 269
7.6 Map 270
7.6.1 HashMap和Hashtable实现类 271
7.6.2 SortedMap接口和TreeMap实现类 276
7.6.3 WeakHashMap实现类 279
7.6.4 IdentityHashMap实现类 280
7.6.5 EnumMap实现类 281
7.7 HashSet和HashMap的性能选项 282
7.8 操作集合的工具类：Collections 283
7.8.1 排序操作 283
7.8.2 查找，替换操作 287
7.8.3 同步控制 288
7.8.4 设置不可变集合 288
7.9 烦琐的接口：Enumeration 289
7.10 本章小结 290
本章练习 290
第8章 泛型 291
8.1 泛型入门 292
8.1.1 编译时不检查类型的异常 292
8.1.2 手动实现编译时检查类型 293
8.1.3 使用泛型 294
8.2 深入泛型 294
8.2.1 定义泛型接口、类 295
8.2.2 从泛型类派生子类 296
8.2.3 并不存在泛型类 298
8.3 类型通配符 298
8.3.1 使用类型通配符 300
8.3.2 设定类型通配符的上限 300
8.3.3 设定类型形参的上限 302
8.4 泛型方法 303
8.4.1 定义泛型方法 303
8.4.2 泛型方法和类型通配符的区别 306
8.4.3 设定通配符的下限 307
8.4.4 泛型方法与方法重载 309
8.5 擦除和转换 310
8.6 泛型与数组 311
8.7 本章小结 313
第9章 与运行环境交互 314
9.1 与用户互动 315
9.1.1 运行Java程序的参数 315
9.1.2 使用Scanner获取键盘输入 316
9.1.3 使用BufferedReader获取键盘输入 318
9.2 系统相关 319
9.2.1 System类 319
9.2.2 Runtime类 321
9.3 常用类 322
9.3.1 Object类 322
9.3.2 String、StringBuffer和StringBuilder类 322
9.3.3 Math类 327
9.3.4 Random类 328
9.3.5 BigDecimal类 330
9.4 处理日期的类 333
9.4.1 Date类 333
9.4.2 Calendar类 334
9.4.3 TimeZone类 337
9.5 正则表达式 338
9.5.1 创建正则表达式 338
9.5.2 使用正则表达式 341
9.6 程序国际化 345
9.6.1 Java国际化的思路 346
9.6.2 Java支持的语言和国家 346
9.6.3 完成程序国际化 347
9.6.4 使用MessageFormat处理包含占位符的字符串 349
9.6.5 使用类文件代替资源文件 350
9.6.6 使用NumberFormat格式化数字 350
9.6.7 使用DateFormat格式化日期 352
9.7 本章小结 355
本章练习 355
第10章 异常处理 356
10.1 异常概述 357
10.2 异常处理机制 358
10.2.1 使用try...catch捕获异常 359
10.2.2 异常类的继承体系 360
10.2.3 访问异常信息 363
10.2.4 使用finally回收资源 364
10.2.5 异常处理的嵌套 367
10.3 Checked异常和Runtime异常体系 367
10.3.1 使用throws声明抛出异常 367
10.4 使用throw抛出异常 369
10.4.1 抛出异常 369
10.4.2 自定义异常类 371
10.4.3 catch和throw同时使用 371
10.4.4 异常链 373
10.5 Java的异常跟踪栈 374
10.6 异常处理规则 376
10.6.1 不要过度使用异常 377
10.6.2 不要使用过于庞大的try块 378
10.6.3 避免使用Catch All语句 378
10.6.4 不要忽略捕获到的异常 379
10.7 本章小结 379
本章练习 379
第11章 AWT编程 380
11.1 GUI（图形用户界面）和AWT 381
11.2 AWT容器 382
11.3 布局管理器 385
11.3.1 FlowLayout布局管理器 386
11.3.2 BorderLayout布局管理器 387
学生提问：BorderLayout最多只能放置5个组件吗？那它还有什么作用？ 388
11.3.3 GridLayout布局管理器 389
11.3.4 GridBagLayout布局管理器 390
11.3.5 CardLayout布局管理器 393
11.3.6 绝对定位 395
11.3.7 BoxLayout布局管理器 396
学生提问：图11.15和图11.16显示的所有按钮都紧挨在一起，如果希望像FlowLayout、GridLayout等布局管理器指定组件的间距该怎么办？ 397
11.4 AWT 常用组件 398
11.4.1 基本组件 398
11.4.2 对话框 400
11.5 事件处理 403
11.5.1 Java事件模型的流程 403
11.5.2 事件和事件监听器 405
11.5.3 事件适配器 409
11.5.4 事件监听器的实现形式 411
11.6 AWT的菜单 413
11.6.1 菜单条、菜单和菜单项 414
11.6.2 右键菜单 416
学生提问：为什么即使我没有给多行文本域编写右键菜单，但当我在多行文本域上单击右键时一样会弹出右键菜单？ 418
11.7 在AWT中绘图 418
11.7.1 画图的实现原理 418
11.7.2 使用Graphics类 419
11.8 处理位图 425
11.8.1 Image抽象类和BufferedImage实现类 425
11.8.2 使用ImageIO输入/输出位图 427
11.9 剪贴板 432
11.9.1 数据传递的类和接口 432
11.9.2 传递文本 433
11.9.3 使用系统剪贴板传递图像 435
11.9.4 使用本地剪贴板来传递对象引用 439
11.9.5 通过系统剪贴板传递Java对象 442
11.10 本章小结 445
本章练习 445
第12章 Swing编程 446
12.1 Swing概述 447
12.2 Swing基本组件的用法 448
12.2.1 Swing组件层次 448
12.2.2 AWT组件的Swing实现 449
学生提问：为什么单击Swing多行文本域时不是弹出像AWT多行文本域中的右键菜单？ 455
12.2.3 使用JToolBar创建工具条 458
12.2.4 使用JColorChooser和JFileChooser 461
12.2.5 使用JOptionPane 469
12.3 Swing中的特殊容器 475
12.3.1 使用JSplitPane 475
12.3.2 使用JTabbedPane 477
12.3.3 使用JLayeredPane、JDesktopPane和JInternalFrame 481
12.4 Swing拖放功能 490
12.4.1 拖放目标 491
12.4.2 拖放源 494
12.4.3 简化的拖放操作 495
12.5 Applet和JApplet 497
12.5.1 Applet简介及其安全性 498
12.5.2 开发Applet类 498
12.5.3 使用HTML页面装载Applet 500
12.5.4 appletviewer简介 502
12.5.5 Applet的生命周期和动画机制 503
学生提问：程序中重写paint方法时绘制了一个字符串，但图12.28上则绘制出了如此之多的字符串，这是为什么呢? 505
12.5.6 使用Applet创建音乐播放器 505
12.6 使用JProgressBar、ProgressMonitor和BoundedRangeModel创建进度条 508
12.6.1 创建进度条 508
12.6.2 创建进度对话框 512
12.7 使用JSlider和BoundedRangeModel创建滑动条 513
12.8 使用JSpinner和SpinnerModel创建微调控制器 517
12.9 使用JList、JComboBox创建列表框 520
12.9.1 简单列表框 520
12.9.2 不强制存储列表项的ListModel和ComboBoxModel 524
12.9.3 强制存储列表项的DefaultListModel和DefaultComboBoxModel 528
学生提问：为什么JComboBox提供了添加、删除列表项目的方法？而JList没有提供添加、删除列表项的方法呢？ 530
12.9.4 使用ListCellRenderer改变列表项外观 530
12.10 使用JTree和TreeModel创建树 532
12.10.1 创建树 533
12.10.2 拖动、编辑树节点 536
12.10.3 监听节点事件 540
12.10.4 使用TreeCellRendering改变节点外观 542
12.11 使用JTable和TableModel创建表格 549
12.11.1 创建JTable 549
学生提问：我们指定的表格数据、表格列标题都是Object类型的数组，JTable如何显示这些Object对象？550
12.11.2 TableModel和监听器 555
12.11.3 TableColumnModel和监听器 561
12.11.4 实现排序 564
12.11.5 绘制单元格内容 567
12.11.6 编辑单元格内容 570
12.12 使用JFormattedTextField和JTextPane创建格式文本 576
12.12.1 监听Document的改变 576
12.12.2 使用JPasswordField 578
12.12.3 使用JFormattedTextField 579
12.12.4 使用JEditorPane 588
12.12.5 使用JTextPane 588
12.13 本章小结 595
本章练习 595
第13章 JDBC编程 596
13.1 JDBC基础 597
13.1.1 JDBC简介 597
13.1.2 JDBC驱动程序类型 598
13.2 SQL语法介绍 599
13.2.1 安装数据库 599
13.2.2 关系数据库基本概念和MySQL基本命令 601
13.2.3 SQL语句基础 603
13.2.4 DDL语句 604
13.2.5 DML语句语法 618
13.2.6 select语句和SQL函数 620
13.2.7 分组和组函数 627
13.2.8 多表连接查询和子查询 629
13.3 JDBC的典型用法 635
13.3.1 JDBC常用接口和类简介 635
13.3.2 JDBC编程步骤 637
学生提问：前面给出的仅是MySQL和Oracle两种数据库的驱动，我看不出驱动类字符串有什么规律啊。如果我希望使用其他数据库，我怎么用其他数据库的驱动类呢？637
13.4 执行SQL语句的方式 639
13.4.1 使用executeUpdate执行DDL和DML语句 640
13.4.2 使用execute方法执行SQL语句 642
13.4.3 使用PreparedStatement执行SQL语句 644
13.4.4 使用CallableStatement调用存储过程 650
13.5 管理结果集 652
13.5.1 可滚动、可更新的结果集 652
13.5.2 处理Blob类型数据 654
13.5.3 使用ResultSetMetaData分析结果集 660
13.6 事务处理 663
13.6.1 事务的概念和MySQL事务支持 663
13.6.2 JDBC的事务支持 665
13.6.3 批量更新 667
13.7 分析数据库信息 668
13.7.1 使用DatabaseMetaData分析数据库信息 668
13.7.2 使用系统表分析数据库信息 670
13.7.3 选择合适的分析方式 671
13.8 使用连接池管理连接 671
13.9 本章小结 673
本章练习 673
第14章 Annotation（注释） 674
14.1 基本Annotation 675
14.1.1 限定重写父类方法：@Override 675
14.1.2 标示已过时：@Deprecated 676
14.1.3 抑制编译器警告：@SuppressWarnings 677
14.2 自定义Annotation 677
14.2.1 定义Annotation 677
14.2.2 提取Annotation的信息 679
14.2.3 使用Annotation的例子 680
14.3 JDK的元Annotation 685
14.3.1 使用@Retention 685
14.3.2 使用@Target 686
14.3.3 使用@Documented 686
14.3.4 使用@Inherited 687
14.4 使用APT处理Annotation 688
14.5 本章小结 693
第15章 输入/输出 694
15.1 File类 695
15.1.1 访问文件和目录 695
15.1.2 文件过滤器 697
15.2 理解Java的IO流 698
15.2.1 流的分类 698
15.2.2 流的概念模型 699
15.3 字节流和字符流 700
15.3.1 InputStream和Reader 701
15.3.2 OutputStream和Writer 703
15.4 输入/输出流体系 705
15.4.1 处理流的用法 705
15.4.2 输入/输出流体系 706
15.4.3 转换流 708
学生提问：怎么没有把字符流转换成字节流的转换流呢？ 708
15.4.4 推回输入流 710
15.5 重定向标准输入/输出 711
15.6 Java虚拟机读写其他进程的数据 713
15.7 RandomAccessFile 716
15.8 对象序列化 720
15.8.1 序列化的含义和意义 720
15.8.2 使用对象流实现序列化 720
15.8.3 对象引用的序列化 723
15.8.4 自定义序列化 728
15.8.5 另一种自定义序列化机制 733
15.8.6 版本 735
15.9 Java新IO 736
15.9.1 Java新IO概述 736
15.9.2 使用Buffer 737
15.9.3 使用Channel 740
15.9.4 编码集和Charset 743
15.9.5 文件锁 745
15.10 本章小结 747
本章练习 747
第16章 多线程 748
16.1 线程概述 749
16.1.1 线程和进程 749
16.1.2 多线程的优势 750
16.2 线程的创建和启动 750
16.2.1 继承Thread类创建线程类 751
16.2.2 实现Runnable接口创建线程类 752
16.2.3 两种方式所创建线程的对比 754
16.3 线程的生命周期 754
16.3.1 新建和就绪状态 754
16.3.2 运行和阻塞状态 756
16.3.3 线程死亡 757
16.4 控制线程 758
16.4.1 join线程 758
16.4.2 后台线程 759
16.4.3 线程睡眠：sleep 760
16.4.4 线程让步：yield 761
16.4.5 改变线程优先级 762
16.5 线程的同步 764
16.5.1 线程安全问题 764
16.5.2 同步代码块 766
16.5.3 同步方法 767
16.5.4 释放同步监视器的锁定 770
16.5.5 同步锁（Lock） 770
16.5.6 死锁 772
16.6 线程通信 774
16.6.1 线程的协调运行 774
16.6.2 使用条件变量控制协调 778
16.6.3 使用管道流 780
16.7 线程组和未处理的异常 782
16.8 Callable和Future 785
16.9 线程池 787
16.10 线程相关类 789
16.10.1 ThreadLocal类 789
16.10.2 包装线程不安全的集合 791
16.10.3 线程安全的集合类 792
16.11 本章小结 792
第17章 网络编程 793
17.1 网络编程的基础知识 794
17.1.1 网络基础知识 794
17.1.2 IP地址和端口号 795
17.2 Java的基本网络支持 796
17.2.1 使用InetAddress 796
17.2.2 使用URLDecoder和URLEncoder 797
17.2.3 使用URL和URLConnection 798
17.3 基于TCP协议的网络编程 806
17.3.1 TCP协议基础 806
17.3.2 使用ServletSocket创建TCP服务器端 807
17.3.3 使用Socket进行通信 807
17.3.4 加入多线程 810
17.3.5 记录用户信息 813
17.3.6 使用NIO实现非阻塞Socket通信 823
17.4 基于UDP协议的网络编程 829
17.4.1 UDP协议基础 829
17.4.2 使用DatagramSocket发送、接收数据 829
17.4.3 使用MulticastSocket实现多点广播 834
17.5 使用代理服务器 845
17.5.1 直接使用Proxy创建连接 845
17.5.2 使用ProxySelector选择代理服务器 847
17.6 本章小结 849
本章练习 849
第18章 类加载和反射 850
18.1 类的加载、连接和初始化 851
18.1.1 JVM和类 851
18.1.2 类的加载 852
18.1.3 类的连接 853
18.1.4 类的初始化 853
18.1.5 类初始化的时机 854
18.2 类加载器 855
18.2.1 类加载器简介 856
18.2.2 类加载机制 857
18.2.3 创建并使用自定义的类加载器 858
18.2.4 URLClassLoader类 862
18.3 通过反射查看类信息 863
18.3.1 获得Class对象 863
18.3.2 从Class中获取信息 864
18.4 使用反射生成并操作对象 868
18.4.1 创建对象 868
18.4.2 调用方法 870
18.4.3 访问属性值 873
18.4.4 操作数组 874
18.5 使用反射生成JDK动态代理 875
18.5.1 使用Proxy和InvocationHandler创建动态代理 876
18.5.2 动态代理和AOP 878
18.6 反射和泛型 882
18.6.1 泛型和Class类 882
18.6.2 使用反射来获取泛型信息 884
18.7 本章小结 885
本章练习 886
                                    000000_【课程介绍 —— 写在前面的话】_Java学习概述笔记.pdf
010101_【第1章：JAVA概述及开发环境搭建】_JAVA发展概述笔记.pdf
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010201_【第2章：简单Java程序】_简单Java程序笔记.pdf
010301_【第3章：Java基础程序设计】_Java数据类型笔记.pdf
010302_【第3章：Java基础程序设计】_运算符、表达式与语句笔记.pdf
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031301_【第13章：Java类集】_认识类集、Collection接口笔记.pdf
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031401_【第14章：枚举】_枚举的作用笔记.pdf
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031403_【第14章：枚举】_类集对Enum的支持笔记.pdf
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031601_【第16章：Annotation】_系统内建Annotation笔记.pdf
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031603_【第16章：Annotation】_反射与Annotation笔记.pdf
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031701_【第17章：Java数据库编程】_JDBC概述笔记.pdf
031702_【第17章：Java数据库编程】_MySQL数据库笔记.pdf
031703_【第17章：Java数据库编程】_SQL语法基础笔记.pdf
031704_【第17章：Java数据库编程】_JDBC操作步骤及数据库连接操作笔记.pdf
031705_【第17章：Java数据库编程】_执行数据库更新操作笔记.pdf
031706_【第17章：Java数据库编程】_ResultSet接口笔记.pdf
031707_【第17章：Java数据库编程】_PreparedStatement接口笔记.pdf
031708_【第17章：Java数据库编程】_处理大数据对象（1）—处理CLOB数据笔记.pdf
031709_【第17章：Java数据库编程】_处理大数据对象（2）—处理BLOB数据笔记.pdf
031710_【第17章：Java数据库编程】_CallableStatement接口笔记.pdf
031711_【第17章：Java数据库编程】_JDBC 2.0操作笔记.pdf
031712_【第17章：Java数据库编程】_事务处理笔记.pdf
031713_【第17章：Java数据库编程】_使用元数据分析数据库笔记.pdf
031714_【第17章：Java数据库编程】_使用JDBC连接Oracle笔记.pdf
031801_【第18章：图形界面】_AWT、Swing简介笔记.pdf
031802_【第18章：图形界面】_基本容器：JFrame笔记.pdf
031803_【第18章：图形界面】_标签组件：JLabel笔记.pdf
031804_【第18章：图形界面】_按钮组件：JButton笔记.pdf
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031807_【第18章：图形界面】_不弹起的按钮组件：JToggleButton笔记.pdf
031808_【第18章：图形界面】_文本组件：JTextComponent笔记.pdf
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031901_【第19章：Java网络编程】_IP（Internet Protocol）与InetAddress笔记.pdf
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031904_【第19章：Java网络编程】_TCP程序设计笔记.pdf
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032001_【第20章：Java新IO】_缓冲区与Buffer笔记.pdf
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042101_【课程讲解】_附录：Eclipse开发工具笔记.pdf
050101_〖开发实例〗_Java开发实例讲解（人员管理）笔记.pdf
                                    输出结果如下图，表示当前虚拟机的配置信息。每个人的机器可能配置不太一样，我这个不是绝对的。最后的4个字节就是自动对齐padding的，凑够32字节，正好是8的倍数。classPointer 不开启压缩，oops也不开启压缩。classPointer不开启压缩，oops开启压缩。classPointer开启压缩，oops不开启压缩。总大小32字节，无padding。实际上都没有压缩，总大小48字节。结果同实操三一样，48字节.2.构建几个简单的基础类。
                                    作为一名Java程序员，我们在日常工作中使用这款面向对象的编程语言时，做的最频繁的操作大概就是去创建一个个的对象了。对象的创建方式虽然有很多，可以通过new、反射、clone、反序列化等不同方式来创建，但最终使用时对象都要被放到内存中，那么你知道在内存中的java对象是由哪些部分组成、又是怎么存储的吗？
本文将基于代码进行实例测试，详细探讨对象在内存中的组成结构。全文目录结构如下：
文章目录1、对象内存结构概述2、JOL 工具简介3、对象头3.1 Mark Word 标记字3.1.1 锁升级3.1.2 其他
                                    文章目录①. 对象在堆内存中的存储布局②. 对象头(Header)①. 对象标记Mark Word②. 类元信息(又叫类型指针)③. 对象头多大③.  实例数据④. 对齐填充⑤. 总结⑥. 再说对象头的MarkWord⑦. 聊聊Object obj = new Object()
①. 对象在堆内存中的存储布局
①. 对象内部结构分为:对象头、实例数据、对齐填充(保证8个字节的倍数)。
②. 对象头分为对象标记(markOop)和类元信息(klassOop),类元信息存储的是指向该对象类元数据(kla
                                    文章目录引言对象头（Header）第一类压缩指针第二类
在 HotSpot 虚拟机中，创建一个对象后，该对象在堆内存中的存储布局划分为三个部分：对象头、实例数据和对其补充。
本篇文章主要以创建对象后，该对象的在堆内存中的内存布局为主。
对象头（Header）
在对象头中包括两类信息，两类信息中有些区别，下面我会单独去讲。
第一类是用于存储自身的运行时数据，比如说，哈希码（ HashCode ）、GC 分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等，这部分的数据长度在 32
1.基本数据类型，直接在栈中分配值
2.引用类型，先在堆中开辟了一个数据空间(对数据的操作都在堆中进行)，然后把该数据空间地址给栈中对应的变量名
3.值拷贝：基本数据类型是直接将值进行拷贝，不会对源数据造成影响
4.引用拷贝：引用类型拷贝，拷贝的是数据空间地址，也就是两个变量操作的是同一个数据空间，自然其中一个变量操作改变数据，会对另一个变量造成影响
二维数组的内存布局
1.在堆中创建一个长度为行个数大小的一维数组(假设为A数组)
2.A数组中每个元素再指向一个长度为列个