【jvm源码】-2.对象核心源码

对象核心源码

各位道友配上上面synchroized的源码，继续卷一段相关知识，这个是最常见的对象内容。

作为java开发天天面向对象开发，但是对象到底是啥？好像真没见过具体长什么样子，之前看《深入理解jvm虚拟机》中有讲到java对象组成部分，对象头，实例数据，对齐填充，当时只是记住了，并不知道具体做了什么，下面我们来卷一卷：

oop

官方描述

// oopDesc is the top baseclass for objects classes.  The {name}Desc classes describe
// the format of Java objects so the fields can be accessed from C++.
// oopDesc is abstract.
// (see oopHierarchy for complete oop class hierarchy)

oopDesc 是对象类的最基础根类，通过{name}Desc 类描述java对象的格式，能够让c++获取字段对应值。

oopDesc是抽象的

oop类完整的层次关系请看oopHierarchy。

通过官方描述可知道，oop是根类，且是抽象的 ；其中还提到层次关系，类似java多态的结构，可通过oopHierarchy知道。

源码

oop.hpp

class oopDesc {
  friend class VMStructs;
 private://对象头
  volatile markOop  _mark; 
  
  union _metadata {
    //实例对应的 Klass （实例对应的类）的指针
    Klass*      _klass;
  //压缩指针    
    narrowKlass _compressed_klass;
  } _metadata;

  // Fast access to barrier set.  Must be initialized.
  static BarrierSet* _bs;

 private:
  // field addresses in oop
  //字段数据
  void*     field_base(int offset)        const;

  jbyte*    byte_field_addr(int offset)   const;
  jchar*    char_field_addr(int offset)   const;
  jboolean* bool_field_addr(int offset)   const;
  jint*     int_field_addr(int offset)    const;
  jshort*   short_field_addr(int offset)  const;
  jlong*    long_field_addr(int offset)   const;
  jfloat*   float_field_addr(int offset)  const;
  jdouble*  double_field_addr(int offset) const;
  Metadata** metadata_field_addr(int offset) const;
  
 public:
  // type test operations (inlined in oop.inline.h)
  bool is_instance()            const;
  bool is_instanceMirror()      const;
  bool is_instanceClassLoader() const;
  bool is_instanceRef()         const;
  bool is_array()               const;
  bool is_objArray()            const;
  bool is_typeArray()           const;


  //方法很多，不进行
}

从源码可以看出整个oop.hpp类中有三个核心数据markOop，Klass，Metadata。

markOop

官方描述

he markOop describes the header of an object.（markOop 描述了一个对象的头部。）

源码

markOop.hpp

class markOopDesc: public oopDesc {
 private:
  // Conversion
  uintptr_t value() const { return (uintptr_t) this; }

 public:
  // Constants常量
  enum { age_bits                 = 4,//分代年龄
         lock_bits                = 2,//锁标识
         biased_lock_bits         = 1,//是否是偏向锁
         max_hash_bits            = BitsPerWord - age_bits - lock_bits - biased_lock_bits,//最大哈希标志位
         hash_bits                = max_hash_bits > 31 ? 31 : max_hash_bits,//对象哈希标注位
         cms_bits                 = LP64_ONLY(1) NOT_LP64(0),
         epoch_bits               = 2//偏向锁时间戳
  };
};

对于对象头中的markOop主要是存储一些信息，主要包括：分代年龄，锁标识，偏向锁，哈希值，偏向锁时间戳。

klass

官方描述

// A Klass provides:
//  1: language level class object (method dictionary etc.)
//  2: provide vm dispatch behavior for the object
// Both functions are combined into one C++ class.

一个klass提供了：

1：语言层面的对象

2：实现对象的虚分派（virtual dispatch）。所谓的虚分派，是JVM用来实现多态的一种机制。

这两个功能完成了一个C++类的功能。

源码

klass.hpp

class Klass : public Metadata {
  
  //......

  // 类名，其中普通类名和数组类名略有不同
  // 普通类名如：java/lang/String，数组类名如：[Ljava/lang/String;
  Symbol*     _name;

  //最后观察到的次要超类型的缓存
  Klass*      _secondary_super_cache;
  
  // 所有次要超类型的数组
  Array<Klass*>* _secondary_supers;
  
  // 所有主要超类型的有序列表
  Klass*      _primary_supers[_primary_super_limit];
  
  //java实例类映射的oop
  oop       _java_mirror;
  
  // 超类
  Klass*      _super;
  
  // 第一个 子类
  Klass*      _subklass;
  // 同级的链接
  Klass*      _next_sibling;

  // 类加载器 加载的所有类 都通过这些链接链接
  Klass*      _next_link;

  // The VM's representation of the ClassLoader used to load this class.
  // Provide access the corresponding instance java.lang.ClassLoader.
  ClassLoaderData* _class_loader_data;

  jint        _modifier_flags;  // Processed access flags, for use by Class.getModifiers.
  AccessFlags _access_flags;    // Access flags. The class/interface distinction is stored here.

  // Biased locking implementation and statistics
  // (the 64-bit chunk goes first, to avoid some fragmentation)
  jlong    _last_biased_lock_bulk_revocation_time;
  markOop  _prototype_header;   // Used when biased locking is both enabled and disabled for this type
  jint     _biased_lock_revocation_count;

  JFR_ONLY(DEFINE_TRACE_ID_FIELD;)

  // Remembered sets support for the oops in the klasses.
  jbyte _modified_oops;             // Card Table Equivalent (YC/CMS support)
  jbyte _accumulated_modified_oops; // Mod Union Equivalent (CMS support)

private:
  // This is an index into FileMapHeader::_classpath_entry_table[], to
  // associate this class with the JAR file where it's loaded from during
  // dump time. If a class is not loaded from the shared archive, this field is
  // -1.
  jshort _shared_class_path_index;

  friend class SharedClassUtil;
protected:

  // Constructor
  Klass();

  void* operator new(size_t size, ClassLoaderData* loader_data, size_t word_size, TRAPS) throw();

 public:
  enum DefaultsLookupMode { find_defaults, skip_defaults };
  enum OverpassLookupMode { find_overpass, skip_overpass };
  enum StaticLookupMode   { find_static,   skip_static };
  enum PrivateLookupMode  { find_private,  skip_private };

  bool is_klass() const volatile { return true; }
 
    //内容有点多 ，没有去细细研究
}

oopHierarchy

官方描述

// OBJECT hierarchy
// This hierarchy is a representation hierarchy, i.e. if A is a superclass
// of B, A's representation is a prefix of B's representation.

对象层次结构

这个层次结构是一个表示层次结构，即如果 A 是 B 的超类，A 的表示是 B 的表示的前缀。

源码

typedef class oopDesc*                            oop;//oop对象根类
typedef class   instanceOopDesc*            instanceOop;//java的实例对象
typedef class   arrayOopDesc*                    arrayOop;//Java的数组对象
typedef class     objArrayOopDesc*            objArrayOop;//数组对象
typedef class     typeArrayOopDesc*            typeArrayOop;//类型对象


// The klass hierarchy is separate from the oop hierarchy.
//klass层次结构是与oop的层次结构区分开的

class Klass;//Klass继承体系的最高父类
class   InstanceKlass;// 表示一个Java普通类，包含了一个类运行时的所有信息
class     InstanceMirrorKlass; // 表示java.lang.Class
class     InstanceClassLoaderKlass;// 主要用于遍历ClassLoader继承体系
class     InstanceRefKlass;// 表示java.lang.ref.Reference及其子类
class   ArrayKlass;// 表示一个Java数组类
class     ObjArrayKlass;// 普通对象的数组类
class     TypeArrayKlass;// 基础类型的数组类


//以下是对oop对象操作的方式
class oop {
  oopDesc* _o;

  void register_oop();
  void unregister_oop();

  // friend class markOop;
public:
  void set_obj(const void* p)         {
    raw_set_obj(p);
    if (CheckUnhandledOops) register_oop();
  }
  void raw_set_obj(const void* p)     { _o = (oopDesc*)p; }

  oop()                               { set_obj(NULL); }
  oop(const oop& o)                   { set_obj(o.obj()); }
  oop(const volatile oop& o)          { set_obj(o.obj()); }
  oop(const void* p)                  { set_obj(p); }
  ~oop()                              {
    if (CheckUnhandledOops) unregister_oop();
  }

  oopDesc* obj()  const volatile      { return _o; }

  // General access
  oopDesc*  operator->() const        { return obj(); }
  bool operator==(const oop o) const  { return obj() == o.obj(); }
  bool operator==(void *p) const      { return obj() == p; }
  bool operator!=(const volatile oop o) const  { return obj() != o.obj(); }
  bool operator!=(void *p) const      { return obj() != p; }

  bool operator<(oop o) const         { return obj() < o.obj(); }
  bool operator>(oop o) const         { return obj() > o.obj(); }
  bool operator<=(oop o) const        { return obj() <= o.obj(); }
  bool operator>=(oop o) const        { return obj() >= o.obj(); }
  bool operator!() const              { return !obj(); }

  // Assignment
  oop& operator=(const oop& o)                            { _o = o.obj(); return *this; }
  volatile oop& operator=(const oop& o) volatile          { _o = o.obj(); return *this; }
  volatile oop& operator=(const volatile oop& o) volatile { _o = o.obj(); return *this; }

  // Explict user conversions
  operator void* () const             { return (void *)obj(); }
#ifndef SOLARIS
  operator void* () const volatile    { return (void *)obj(); }
#endif
  operator HeapWord* () const         { return (HeapWord*)obj(); }
  operator oopDesc* () const volatile { return obj(); }
  operator intptr_t* () const         { return (intptr_t*)obj(); }
  operator PromotedObject* () const   { return (PromotedObject*)obj(); }
  operator markOop () const volatile  { return markOop(obj()); }
  operator address   () const         { return (address)obj(); }

  // from javaCalls.cpp
  operator jobject () const           { return (jobject)obj(); }
  // from javaClasses.cpp
  operator JavaThread* () const       { return (JavaThread*)obj(); }

#ifndef _LP64
  // from jvm.cpp
  operator jlong* () const            { return (jlong*)obj(); }
#endif

  // from parNewGeneration and other things that want to get to the end of
  // an oop for stuff (like ObjArrayKlass.cpp)
  operator oop* () const              { return (oop *)obj(); }
};

各位道友可以消化下了，两次jvm源码我看了两周多，担心走火入魔，最近几天就先缓缓消化下了。
c++不是老本行，jvm源码就到这了，后面先不整了。
继续卷spring吧！