可以将Handle理解成访问对象的一个“句柄”。垃圾回收时对象可能被移动(对象地址发生改变),通过Handle访问对象可以对使用者屏蔽垃圾回收细节。
Handle涉及到的相关类的继承关系如下图所示。
HotSpot会通过Handle对Oop和某些Klass进行操作。下图左边显示了直接访问的情况,下图右边显示了间接访问的情况。
可以看到,当对Oop直接引用时,如果Oop的地址发生变化,那么所有的引用都要更新,如图有3处引用,所以都需要更新;当通过Handle对Oop间接引用时,如果Oop的地址发生变化,那么只需要更新Handle中保存的对Oop的引用即可。
每个Oop都有一个对应的Handle,这样通过对应的Handle可直接获取对应的Oop,不需要进行类型转换。为了读者方便阅读,这里再次给出了Oop继承体系,如下图所示。
可以看到Handle继承体系与Oop继承体系类似,实际上也有相应的对应关系,例如通过instanceHandle操作instanceOopDesc,通过objArrayHandle操作objArrayOopDesc。
与Oop类似,Klass也需要通过Handle来间接引用。如下几个Klass有对应的Handle:
Klass -klassHandle InstanceKlass - instanceKlassHandle ConstantPool - constantPoolHandle Method - methodHandle
现在假设有个Person类,还有这个类的一个Person对象,那么可以像下图这样理解Handle、Oop与Klass之间的关系:
下面具体看一下Handle的定义,如下:
// Base class for all handles. Provides overloading of frequently // used operators for ease of use. class Handle VALUE_OBJ_CLASS_SPEC { private: oop* _handle; // 可以看到是对oop的封装 protected: oop obj() const { return _handle == NULL ? (oop)NULL : *_handle; } oop non_null_obj() const { assert(_handle != NULL, "resolving NULL handle"); return *_handle; } ... }
调用obj()或non_null_obj()方法获取被封装的oop对象,不过并不会直接调用Handle对象的obj()或non_null_obj()对象,而是通过C++的运算符重载来获取。Handle类重载了()和->运算符,如下:
// General access oop operator () () const { return obj(); } oop operator -> () const { return non_null_obj(); }
可以这样使用:
oop obj = ...; Handle h1(obj); // allocate new handle oop obj1 = h1(); // get handle value h1->print(); // invoking operation on oop
由于重载了运算符(),所以h1()会调用()运算符的重载方法,重载方法中调用obj()获取到被封装的oop对象。重载了运算符->,所以h1->print()同样会调用oop对象的print()方法。
另外还需要知道,Handle分配在本地线程的HandleArea中,这样在进行垃圾回收时,只需要扫描每个线程的HandleArea即可找出句柄引用的活跃对象。每次创建句柄对象时,都会调用到Handle类的构造函数,其中一个构造函数如下:
inline Handle::Handle(oop obj) { if (obj == NULL) { _handle = NULL; } else { HandleArea* ha = Thread::current()->handle_area(); _handle = ha->allocate_handle(obj); } }
参数obj就是要通过句柄操作的对象。通过调用当前线程的handle_area()函数获取HandleArea,然后调用allocate_handle()在HandleArea中分配存储obj的空间并将obj保存起来。
每个线程都 会有一个_handle_area属性,定义如下:
// Thread local handle area for allocation of handles within the VM HandleArea* _handle_area;
在创建线程时初始化_handle_area属性,然后通过handle_area()函数获取这个属性的值。
allocate_handle()函数的实现如下:
oop* real_allocate_handle(oop obj) { oop* handle = (oop*) Amalloc_4(oopSize); *handle = obj; return handle; }
分配空间并完成obj的存储操作。
句柄的释放要通过HandleMark来完成,不过在介绍HandleMark之前需要介绍一下FHandleArea、Area及Chunk等类的实现,下一篇会详细分析。
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1、在Ubuntu 16.04上编译OpenJDK8的源代码
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