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面试现场。

"来，写一行代码。"面试官把白板笔递给我。

我在白板上写了：

Object obj = new Object();

"这行代码背后，JVM做了哪些事？给你三分钟。"

我当时心里一紧。说实话，new一个对象谁不会啊，但要说清楚底层每一步，大部分人只能说出"分配内存、调用构造方法"就卡住了。

今天就掰开揉碎了讲讲，new一个对象，JVM到底在背后忙什么。

一、五个大步骤

从new Object()到你能用obj这个引用，JVM内部走了五个大步骤：

1. 类加载检查

2. 分配内存

3. 初始化零值

4. 设置对象头

5. 执行<init>方法

每一步里面都有坑。

二、第一步：类加载检查

虚拟机遇到new指令，第一件事不是分配内存——是检查这个类加载了没有。

// 字节码层面 0: new #2 // class java/lang/Object 3: dup 4: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V 7: astore_1

new指令的参数#2指向常量池中java/lang/Object的符号引用。虚拟机先去方法区找这个类有没有加载过。

没加载？先走一遍类加载流程：加载→验证→准备→解析→初始化。

这五个阶段里面最有意思的是"准备"和"初始化"。准备阶段给静态变量分配内存并设零值，初始化阶段才执行你写的赋值语句。比如：

public static int count = 100;

准备阶段count=0，初始化阶段count=100。两者之间有时间差。如果别的线程在准备阶段读了count，读到的是0而不是100——这就是为什么静态变量在多线程环境中有可见性问题。

Object类肯定加载过了（JVM启动就加载），但如果是你自己写的类，这一步可能会触发类加载。而类加载的初始化阶段会执行static{}块和静态变量赋值——这就是为什么面试官爱追问"类加载时机"。什么时候会触发？new对象、反射、访问静态变量、初始化子类先初始化父类……每个时机展开都能讲十分钟。

三、第二步：分配内存

类加载完毕，确定对象需要多大内存，下一步就是在堆上划一块地。

这里涉及两个问题：怎么划？划在哪？

3.1 怎么划地：指针碰撞 vs 空闲列表

取决于堆内存是否规整。堆是否规整又取决于垃圾收集器有没有"压缩整理"功能。

指针碰撞：堆内存是规整的，用过的在一边，空闲的在另一边，中间一根指针当分界线。分配内存就是指针往空闲那边挪一段，等于在纸上画一道线。

空闲列表：堆内存不规整，虚拟机维护一个列表记录哪些块空闲。分配时从列表里找一块够大的。

Serial、Parallel用指针碰撞（因为它们有压缩），CMS用空闲列表。G1和ZGC各有各的玩法，G1是Region级别管理，ZGC用彩色指针。

3.2 划在哪：栈上 vs TLAB vs 堆

这是面试的加分点。很多人以为对象一定在堆上，其实不一定。

栈上分配：逃逸分析发现对象不会逃出方法，直接在栈帧里分配，方法结束自动销毁，不用GC。这玩意听起来很美但实际触发条件很苛刻，JDK 8之后默认开启但实际栈上分配的场景不多。

public void test() { // 这个Point对象只在这个方法里用，可能直接分配在栈上 Point p = new Point(1, 2); System.out.println(p.x + p.y); }

TLAB（Thread Local Allocation Buffer）：这是最常用的优化。堆是共享的，多个线程同时new对象会有锁竞争。TLAB的思路是给每个线程在堆上预先申请一小块专属区域，线程在自己的TLAB里分配不用加锁，只有TLAB用完了才去堆上申请新的。

JDK 8默认开启了-XX:+UseTLAB。你可以加-XX:-UseTLAB关掉试试，高并发场景下吞吐量直接腰斩。这就是为什么JVM团队搞了这个优化——太有用了。

TLAB不够用了，或者对象太大（比如一个大数组超过TLAB剩余空间），才走堆上的慢速分配——这一步要加CAS锁，性能差不少。所以写代码的时候尽量别在循环里new超大对象，会让TLAB频繁换新的，等于把TLAB优化的好处全丢了。

四、第三步：初始化零值

内存分配好了，但在构造方法执行之前，虚拟机会把分配到的这块内存全部清零（除了对象头）。

public class User { private int age; // 这一步后被设为 0 private String name; // 这一步后被设为 null private boolean vip; // 这一步后被设为 false }

这就是为什么Java不会有"野指针"问题。C/C++里如果不初始化，局部变量的值是不确定的——那块内存之前存过什么就是什么。Java直接给你清零了。

注意：这一步是虚拟机做的，不是构造方法做的。所以你在构造方法里读到的字段值已经是0/null/false了，不是乱码。

五、第四步：设置对象头

这是最有意思的地方——对象头（Object Header）里藏了对象的所有"身份证信息"。

一个Java对象在内存中的布局：

+------------------+ | Mark Word | 8字节（64位JVM） +------------------+ | Klass Pointer | 4字节（压缩后） +------------------+ | 实例数据 | 变长 +------------------+ | 对齐填充 | 凑到8字节的倍数 +------------------+

Mark Word里存了：哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、偏向锁信息、线程ID...

这就是为什么能synchronized(obj)——锁信息就写在对象的Mark Word里。

// HotSpot源码：markOop.hpp // Mark Word的位布局（64位）： // // 无锁状态： // unused:25 | identity_hashcode:31 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 // // 偏向锁： // thread:54 | epoch:2 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 // // 轻量级锁： // ptr_to_lock_record:62 | lock:2 // // 重量级锁： // ptr_to_monitor:62 | lock:2

你看那lock:2字段，两位二进制表示四种锁状态：01无锁、00轻量锁、10重量锁、11GC标记。

这就是上一篇讲的锁升级——升级的不是别的东西，改的就是Mark Word里的这几个bit。

Klass Pointer指向方法区中类的元数据，告诉虚拟机"我是哪个类的对象"。

六、第五步：执行<init>方法

最后才轮到构造方法。

但要注意，这里执行的<init>不是只执行你写的构造方法。它是编译器自动生成的，执行顺序是：

1. 父类构造方法（递归到Object） 2. 实例变量初始化 3. 实例初始化块 {} 4. 你写的构造方法体

这个顺序很重要——很多诡异bug都跟它有关。看个例子：

public class Child extends Parent { private int x = 10; // 第2步 { System.out.println("init"); } // 第3步 public Child() { super(); // 第1步（隐式，编译器插入） System.out.println(x); // 第4步，此时x已经是10了 } }

如果父类构造方法里调用了一个被子类重写的方法，那子类重写的方法执行时，子类的实例变量还是默认值（0/null），不是你在声明时写的那个值。因为第2步还没执行。

这是Java面试的经典陷阱题——构造方法里调用可重写方法会出问题，根源就在<init>的执行顺序。

另一个知识点：<init>方法和<clinit>方法的区别。<clinit>是类构造器，执行静态变量赋值和静态代码块，由JVM保证线程安全，只会执行一次。<init>是实例构造器，每次new都执行。

有个细节很多高级开发都不知道——如果类里没有任何构造方法，编译器会自动生成一个无参构造方法。但如果只定义了有参构造方法，编译器就不会生成无参的了。这时候用反射newInstance()就会报NoSuchMethodException。Spring容器创建Bean时默认调无参构造，所以Spring管理的Bean最好保留无参构造。

🎯 面试官视角的标准回答

当面试官问"new一个对象做了什么"，他想要听到的完整答案是：

"首先虚拟机遇到new指令，去检查类是否加载过，没加载会触发类加载。

然后根据类的大小分配内存——具体怎么分取决于GC器，Serial用指针碰撞CMS用空闲列表。分配的时候会优先使用TLAB来避免线程竞争，大的或者TLAB放不下的对象走堆上慢速分配。

分配完后虚拟机把内存空间清零，保证字段有默认值。

接着设置对象头，包括Mark Word和Klass Pointer。Mark Word里存hashCode、GC年龄和锁标志——这就是synchronized能用的原因。

最后执行<init>方法，按照父类构造、实例变量、初始化块、构造方法体的顺序执行。到这里对象才算真正创建完成。"

说到这，面试官大概率会追问："那你讲讲对象头里的锁状态变化过程？"

你看，下一篇的选题都帮你想好了。锁升级+对象头，串起来讲。

下一篇：对象头里的锁状态到底怎么变的？轻量锁膨胀成重量锁的那一刻，JVM做了什么？

唠点键盘之外的 · 第 22 篇