oop-klass model概述
HotSpot JVM并没有根据Java实例对象直接通过虚拟机映射到新建的C++对象，而是设计了一个oop-klass model。
当我们在写Java代码的时候，我们会面对着无数个接口，类，对象和方法。但我们有木有想过，Java中的这些对象、类和方法，在HotSpot JVM中的结构又是怎么样呢？HotSpot JVM底层都是C++实现的，那么Java的对象模型与C++对象模型之间又有什么关系呢？今天就来分析一下HotSpot JVM中的对象模型：oop-klass model，它们的源码位于openjdk-8/openjdk/hotspot/src/share/vm/oops文件夹内。
那么为何要设计这样一个一分为二的对象模型呢？这是因为HotSopt JVM的设计者不想让每个对象中都含有一个vtable（虚函数表），所以就把对象模型拆成klass和oop，其中oop中不含有任何虚函数，而klass就含有虚函数表，可以进行method dispatch。这个模型其实是参照的 Strongtalk VM 底层的对象模型。
jdk版本：openjdk-7-fcs-src-b147-27_jun_2011
源码路径：openjdk\hotspot\src\share\vm\oops\
在oopsHierarchy.hpp里定义了oop和klass各自的体系。
这是oop的体系：
typedef class oopDesc* oop;
typedef class instanceOopDesc* instanceOop;
typedef class methodOopDesc* methodOop;
typedef class constMethodOopDesc* constMethodOop;
typedef class methodDataOopDesc* methodDataOop;
typedef class arrayOopDesc* arrayOop;
typedef class objArrayOopDesc* objArrayOop;
typedef class typeArrayOopDesc* typeArrayOop;
typedef class constantPoolOopDesc* constantPoolOop;
typedef class constantPoolCacheOopDesc* constantPoolCacheOop;
typedef class klassOopDesc* klassOop;
typedef class markOopDesc* markOop;
typedef class compiledICHolderOopDesc* compiledICHolderOop;
概述，代码架构
1 | klass.cpp |
名词解释
- oop：
Ordinary Object Pointer（普通对象指针），oop.h中定义了oopDesc类(没有oop这个类)
oop* 有这个而东东啊
Desc：
即Describe， {name}Desc classes describe the format of Java objects so the fields can be accessed from C++oopDesc:
oop对象的类型其实是oopDesc*。在Java程序运行的过程中，每创建一个新的对象，在JVM内部就会相应地创建一个对应类型的oop对象。各种oop类的共同基类为oopDesc类。oop-klass model：
Klass
一个Klass对象代表一个类的元数据（相当于java.lang.Class对象）。它提供：
language level class object (method dictionary etc.)
provide vm dispatch behavior for the object
所有的函数都被整合到一个C++类中。
Klass对象的继承关系：xxxKlass <:< Klass <:< Metadata <:< MetaspaceObj
klass对象的布局如下：
来自klass.hpp
// A Klass is the part of the klassOop that 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. The toplevel class "Klass"
// implements purpose 1 whereas all subclasses provide extra virtual functions
// for purpose 2.
// One reason for the oop/klass dichotomy in the implementation is
// that we don't want a C++ vtbl pointer in every object. Thus,
// normal oops don't have any virtual functions. Instead, they
// forward all "virtual" functions to their klass, which does have
// a vtbl and does the C++ dispatch depending on the object's
// actual type. (See oop.inline.hpp for some of the forwarding code.)
// ALL FUNCTIONS IMPLEMENTING THIS DISPATCH ARE PREFIXED WITH "oop_"!
// Klass layout:
// [header ] klassOop
// [klass pointer ] klassOop
// [C++ vtbl ptr ] (contained in Klass_vtbl)
// [layout_helper ]
// [super_check_offset ] for fast subtype checks
// [secondary_super_cache] for fast subtype checks
// [secondary_supers ] array of 2ndary supertypes
// [primary_supers 0]
// [primary_supers 1]
// [primary_supers 2]
// ...
// [primary_supers 7]
// [java_mirror ]
// [super ]
// [name ]
// [first subklass]
// [next_sibling ] link to chain additional subklasses
// [modifier_flags]
// [access_flags ]
// [verify_count ] - not in product
// [alloc_count ]
// [last_biased_lock_bulk_revocation_time] (64 bits)
// [prototype_header]
// [biased_lock_revocation_count]
oop
oop类型其实是oopDesc*。在Java程序运行的过程中，每创建一个新的对象，在JVM内部就会相应地创建一个对应类型的oop对象。各种oop类的共同基类为oopDesc类。
JVM内部，一个Java对象在内存中的布局可以连续分成两部分：instanceOopDesc和实例数据。instanceOopDesc和arrayOopDesc又称为对象头。
instanceOopDesc对象头包含两部分信息：Mark Word 和 元数据指针(Klass*)：
// from oop.hpp
// oopDesc is abstract.
// (see oopHierarchy for complete oop class hierarchy)
class oopDesc {
friend class VMStructs;
private:
volatile markOop _mark; // mark word
union _metadata { // metadata
wideKlassOop _klass;
narrowOop _compressed_klass;
} _metadata;
...
- Mark word: // 存储对象的hashCode或锁信息等。
- Klass* // 存储到对象类型数据的指针
基础知识：
C++ vtbl pointer：
虚函数
ss
参考
深入探究JVM | klass-oop对象模型研究