जावा ऑब्जेक्ट

Habrahabr.ru/blogs/java/134102 से प्रभावित।

हाल ही में मुझे JVM के अंदर थोड़ी खुदाई करनी पड़ी। बहुत ही रोचक अनुभव। उपरोक्त विषय का पाठ मेरे अनुभव से बिल्कुल मेल नहीं खाता है, लेकिन मैं खुद को पूर्ण सत्य का मालिक नहीं मानता। नीचे मैं पाठकों के साथ अपने प्रयोगों का एक छोटा सा हिस्सा साझा करूंगा जो सीधे जावा वस्तुओं से संबंधित है।

परीक्षण प्रणाली

Windows XP SP3 32 बिट
D: \ dev \ पहेलियाँ> जावा -विवर्तन
जावा संस्करण "1.6.0_29"
जावा (TM) एसई रनटाइम एनवायरनमेंट (बिल्ड 1.6.0_29-b11)
जावा हॉटस्पॉट (टीएम) क्लाइंट वीएम (20.4-b02, मिश्रित मोड, साझाकरण)

ट्रेनिंग

उपयोगिता वर्ग Unsafe का उपयोग करके सभी प्रयोग किए गए थे। वर्ग विवरण को मोटे तौर पर wasm.ru से चुराया गया है।
पहले संस्करण के बाद से अल्प-ज्ञात वर्ग sun.misc.Unsafe को Sun Java रनटाइम के साथ शामिल किया गया है। पैकेज सन में अन्य सभी वर्गों की तरह। *, असुरक्षित का दस्तावेजीकरण नहीं किया गया है, लेकिन अपघटन के दौरान दिखाई देने वाले कार्यों के नाम (अधिकतर मूल) स्वयं के लिए बोलते हैं। मेमोरी के साथ काम करने के लिए स्पष्ट रूप से कार्य होते हैं (एक आवंटित पते, फ्रीमेमोरी, ...), दिए गए पते पर पढ़ने और लिखने के मान (पुटॉन्ग, गेटलॉन्ग, ...), और कुछ और विशेषीकृत (थ्रैक्सेप्शन, मॉनिटरइंटर, ...)।

लेकिन, Unsafe को इंस्टेंट करना इतना आसान नहीं है। एकमात्र निर्माणकर्ता निजी है, और getUnsafe () में कॉलिंग क्लास के बूटलोडर की जाँच की जाती है और ऑब्जेक्ट को तभी लौटाया जाता है जब क्लास को बूटलोडर के माध्यम से लोड किया जाता है। अन्यथा, हमें एक SecurityException मिलती है।

public static Unsafe getUnsafe() { Class class1 = Reflection.getCallerClass(2); if (class1.getClassLoader() != null) throw new SecurityException("Unsafe"); else return theUnsafe; } 

सौभाग्य से, वहाँ भी आंतरिक चर theUnsafe है, जो प्रतिबिंब का उपयोग करके पहुँचा जा सकता है। मैंने एक छोटे सहायक वर्ग को एक साथ रखा ।

 import java.lang.reflect.Field; import sun.misc.Unsafe; public class T { public static Unsafe u; private static long fieldOffset; private static T instance = new T(); private Object obj; static { try { Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); f.setAccessible(true); u = (Unsafe) f.get(null); fieldOffset = u.objectFieldOffset(T.class.getDeclaredField("obj")); } catch (Exception ex) { throw new RuntimeException(ex); } }; public synchronized static long o2a(Object o) { instance.obj = o; return u.getLong(instance, fieldOffset); } public synchronized static Object a2o(long address) { u.putLong(instance, fieldOffset, address); return instance.obj; } public static Unsafe get() { return u; } } 

हमें किसी ऑब्जेक्ट को एड्रेस से ले कर किसी ऑब्जेक्ट से एड्रेस लेने की जरूरत होगी: o2a (ऑब्जेक्ट o) और a2o (लॉन्ग एड्रेस)।
अब आप कुछ देख सकते हैं।

वस्तु संरचना

निम्नलिखित कोड पर विचार करें:

 import sun.misc.Unsafe; public class V { private Integer b = 3; private int a = 2; public static void main(String[] argv) throws Exception { Unsafe u = T.get(); long obj = T.o2a(new V()); for (int i = 0; i < 28; i++) System.out.print(u.getByte(obj + i) + " "); } } 

यह कोड 2 निजी क्षेत्रों (int और Integer) से युक्त एक वर्ग है। हम इस वर्ग का एक उदाहरण बनाते हैं, स्मृति में इसके पते का पता लगाते हैं, और 28 बाइट्स आउटपुट करते हैं।

मेरे मामले में इसका परिणाम इस प्रकार था (मैंने स्पष्टता के लिए 4 बाइट्स के समूहों में आउटपुट स्वरूपित किया)

 01 00 00 00 88 D7 79 32 02 00 00 00 D0 7C E4 22 01 00 00 00 E8 09 19 37 68 6F E4 22 

तो हम क्या देखते हैं:
01 00 00 00 तथाकथित जादू है । यह एक ऑब्जेक्ट मास्क है । यह विभिन्न जानकारी संग्रहीत करता है, उदाहरण के लिए, ताले के बारे में। टिप्पणियों में अधिक जानकारी।
88 D7 79 32 - आगे देखते हुए, मैं कहूंगा कि यह एक वर्ग वस्तु का संदर्भ है।
०२ ०० ०० ०० हमारे आदिम क्षेत्र के प्रकार int का मान है।
D0 7C E4 22 - फिर से, आगे देखते हुए, मैं कहूंगा कि यह एक प्रकार की इंटेगर की एक वस्तु का संदर्भ है।
और आगे ... आगे यह स्मृति में पास में पड़ी एक और वस्तु है। हमारे कोड को थोड़ा बदलकर, आप इसे सत्यापित कर सकते हैं।

 import sun.misc.Unsafe; public class V { private int a = 2; private Integer b = 777; public static void main(String[] argv) throws Exception { Unsafe u = T.get(); long obj = T.o2a(new V()); for (int i = 0; i < 28; i++) System.out.print(u.getByte(obj + i) + " "); long field = u.getAddress(obj + 3 * 4); Object i = T.a2o(field); System.out.print("\nInteger: " + i); } } 

परिणाम:

 01 00 00 00 98 D6 79 32 02 00 00 00 C8 FB E4 22 ... Integer: 777 

इस उदाहरण में, हमने एक प्रकार के इंटेगर के क्षेत्र का पता लिया, और फिर इस पते पर पड़ी हुई वस्तु को लिया। परिणाम ने हमारी धारणाओं की पुष्टि की।

निम्नलिखित उदाहरण दूसरे ब्लॉक (वर्ग पते) के बारे में हमारी अपेक्षाओं की पुष्टि करेगा।

 import sun.misc.Unsafe; public class V { private int a = 2; private int b = 3; public static void main(String[] argv) throws Exception { Unsafe u = T.get(); long obj = T.o2a(new V()); V v = new V(); va = 5; vb = 6; for (int i = 0; i < 32; i++) System.out.print(u.getByte(obj + i) + " "); } } 

परिणाम:

 01 00 00 00 08 D6 79 32 02 00 00 00 03 00 00 00 01 00 00 00 08 D6 79 32 05 00 00 00 06 00 00 00 

इस उदाहरण में, मैंने संदर्भ क्षेत्रों को कक्षा से हटा दिया। 2 ऑब्जेक्ट्स बनाए, जिनमें से एक में मैंने खेतों के मूल्यों को बदल दिया। और, परिणामस्वरूप, वस्तुओं को पास में स्मृति में मिला, और उन्हें आदिम क्षेत्रों के मूल्य से अलग किया जा सकता है।

एक सरणी के साथ एक और उदाहरण:

 import sun.misc.Unsafe; public class V { public static void main(String[] argv) throws Exception { Unsafe u = T.get(); long obj = T.o2a(new Integer[] {1, 2, 3}); for (int i = 0; i < 28; i++) System.out.print(u.getByte(obj + i) + " "); } } 

 01 00 00 00 B8 C9 79 32 03 00 00 00 40 78 E4 22 50 78 E4 22 60 78 E4 22 ... 

Arrays वास्तव में इसमें तत्वों की संख्या को संग्रहीत करता है।

ऑफसेट उदाहरण:

 import sun.misc.Unsafe; public class V { private Integer a = 1; public static void main(String[] argv) throws Exception { Unsafe u = T.get(); long obj = T.o2a(new V()); for (int i = 0; i < 28; i++) System.out.print(u.getByte(obj + i) + " "); } } 

यहाँ मैंने केवल एक क्षेत्र के साथ कक्षा छोड़ी।
परिणाम:

 01 00 00 00 B0 D7 79 32 60 78 E4 22 00 00 00 00 01 00 00 00 E8 09 19 37 ... 

यहां आप देख सकते हैं कि 4 बाइट्स का एक खाली ब्लॉक प्रकार के फ़ील्ड के मान के संदर्भ का अनुसरण करता है। सभी वस्तुओं को 8 बाइट्स के एक से अधिक के लिए गद्देदार किया जाता है।

ऑफसेट उदाहरण:

 import sun.misc.Unsafe; public class V { private int a = 2; private int b = 3; public static void main(String[] argv) throws Exception { Unsafe u = T.get(); V v = new V(); synchronized (v) { long obj = T.o2a(v); for (int i = 0; i < 32; i++) System.out.print(T.hex(u.getByte(obj + i)) + " "); } } } 

यहां, प्रश्न में ऑब्जेक्ट सिंक्रनाइज़ेशन ब्लॉक में है, परिणामस्वरूप, पहले 4 बाइट्स का मूल्य बदल गया है।
परिणाम:

 8C 84 F0 00 58 D6 79 32 02 00 00 00 03 00 00 00 ... 

निष्कर्ष

जावा ऑब्जेक्ट में निम्न शामिल हैं:
4 बाइट्स - मैजिक मास्क।
4 बाइट्स - क्लास का पता।
4 बाइट्स सरणी का आकार है (केवल सरणियों के मामले में, निश्चित रूप से)।
n * 4 बाइट्स - एक ऑब्जेक्ट के प्रत्येक क्षेत्र के लिए (एक आदिम प्रकार का मूल्य या किसी ऑब्जेक्ट का संदर्भ)।
यह सब 8 बाइट्स के एक कारक के लिए पूरक है।

उसने जल्दी में लिखा। घृणा के सुधार, प्रश्न, सुझाव और किरणें स्वागत योग्य हैं।