Internal structures of Java objects (oops)

1. Java オブジェクトの内部構造
2011-08-20
宮川 拓 (@miyakawa_taku)

2. 自己紹介
名前 宮川 拓
Twitter @miyakawa_taku
職業 SI屋
仕事 Hadooper
Java 歴 4年
JVM 上で動くオレオレ言語を作っています
http://code.google.com/p/kink-lang/

3. 問題設定
• Java オブジェクトが JVM 上でどの様な実体
として表現されているのかが知りたい
1. Java オブジェクトを表現する構造体
2. Java オブジェクトに対する参照の持ち方 (フィー
ルド、一時変数、配列の要素)
3. Java オブジェクトの作成・破棄の動作

4. 今日読む主なソースコード
• interpreter/bytecodeInterpreter.cpp
– オブジェクトがどのような構造体として扱われてい
るかを見る
• oop/oop.hpp
• oop/instanceOop.hpp
– オブジェクトのメモリイメージを見る
• oop/oop.inline.hpp
– フィールドへのアクセス方法を見る

5. oop 実装クラスの階層
oop ヒープ上に確保される構造体の総称
instanceOop ふつうのクラスのインスタンス
methodOop メソッド
constMethodOop ？
methodDataOop メソッドのプロファイリングデータ
arrayOop 配列のインスタンス
objArrayOop 参照型の配列のインスタンス
typeArrayOop プリミティブ型の配列のインスタンス
constantPoolOop メソッドのコンスタントプール
constantPoolCacheOop メソッド実行時情報 (フィールドオフセット等)
symbolOop メソッド名、クラス名等の intern 表現
klassOop クラス
markOop 他の oop のメタ情報の一部。GC対象外
compiledICHolderOop ？

6. oop のメモリイメージ
oopDesc _mark: markOop /* GCのためのメタ情報 */
_klass: klassOop /* oop の型 */
xxxOopDesc oop 実装クラスごとのメンバ変数
後続領域 oop 実装クラスごとの追加情報
/* こんなイメージ */
typedef struct {
int x;
int y;
char buf[0];
} bitmap;
bitmap *b = malloc(sizeof(bitmap) + x * y);
b->x = x;
b->y = y;
memcpy(b->buf, buf, x * y);

7. instanceOop のメモリイメージ
oopDesc _mark: markOop /* GCのためのメタ情報 */
_klass: klassOop /* oop の型 */
instanceOopDesc /* 特有のメンバ変数は無し */
後続領域 フィールド群
jint num = 42
oop title ⇒ “VOXXX!”: java.lang.String
oop info = null
フィールドの種類と数は
_klass によって決まる

8. 触れなかった || 分からなかった所
• narrowOop と UseCompressedOops
– Compressed oops 機能関連
• constMethodOop って何？
– これはあまり深くなさそう
• compiledICHolderOop って何？
– JIT コンパイルに絡んでいそう
• JIT コンパイルによるメソッド実体の差し変え
はどのクラスの担当？