深入講解Java的對(duì)象頭與對(duì)象組成
Java對(duì)象保存在內(nèi)存中時(shí)，由以下三部分組成：
1，對(duì)象頭
2，實(shí)例數(shù)據(jù)
3，對(duì)齊填充字節(jié)
一，對(duì)象頭
java的對(duì)象頭由以下三部分組成：
1，Mark Word
2，指向類的指針
3，數(shù)組長(zhǎng)度（只有數(shù)組對(duì)象才有）
對(duì)象頭分為三個(gè)部分：
一、Mark Word部分，從名字就能知道它是一個(gè)記錄和描述對(duì)象的部分。這也是我接下來(lái)主要講解的部分，因?yàn)槠渌膬?nèi)容，基本沒有多大的變化情況。占八字節(jié)內(nèi)存。
二、類型指針部分，也叫元數(shù)據(jù)指針什么的，主要是存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的地址，對(duì)于對(duì)象的類型信息，指向方法區(qū)的類信息部分，對(duì)于對(duì)象的成員變量部分，基本類型就指向方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池，String類型指向在jdk1.7之后從方法區(qū)移到堆區(qū)的字符串常量池，其他的對(duì)象類型，則指向堆區(qū)的對(duì)象存儲(chǔ)地址。占八字節(jié)內(nèi)存，jvm有默認(rèn)開啟指針壓縮，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)類型指針部分用不了64位那么多，所以被指針壓縮后，成為了四字節(jié)，指針壓縮的原理，這里我就不說(shuō)了，非本文重點(diǎn)。
三、數(shù)組數(shù)據(jù)部分，專門用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)組數(shù)據(jù)。
1，Mark Word
Mark Word記錄了對(duì)象和鎖有關(guān)的信息，當(dāng)這個(gè)對(duì)象被synchronized關(guān)鍵字當(dāng)成同步鎖時(shí)，圍繞這個(gè)鎖的一系列操作都和Mark Word有關(guān)。
Mark Word在32位JVM中的長(zhǎng)度是32bit，在64位JVM中長(zhǎng)度是64bit。
Mark Word在不同的鎖狀態(tài)下存儲(chǔ)的內(nèi)容不同，在32位JVM中是這么存的：
鎖狀態(tài) | 25bit | 4bit | 1bit | 2bit | |
23bit | 2bit | 是否偏向鎖 | 鎖標(biāo)志位 | ||
無(wú)鎖 | 對(duì)象的HashCode | 分代年齡 | 0 | 01 | |
偏向鎖 | 線程ID | Epoch | 分代年齡 | 1 | 01 |
輕量級(jí)鎖 | 指向棧中鎖記錄的指針 | 00 | |||
重量級(jí)鎖 | 指向重量級(jí)鎖的指針 | 10 | |||
GC標(biāo)記 | 空 | 11 | |||
其中無(wú)鎖和偏向鎖的鎖標(biāo)志位都是01，只是在前面的1bit區(qū)分了這是無(wú)鎖狀態(tài)還是偏向鎖狀態(tài)。
JDK1.6以后的版本在處理同步鎖時(shí)存在鎖升級(jí)的概念，JVM對(duì)于同步鎖的處理是從偏向鎖開始的，隨著競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，處理方式從偏向鎖升級(jí)到輕量級(jí)鎖，最終升級(jí)到重量級(jí)鎖。
JVM一般是這樣使用鎖和Mark Word的：
1，當(dāng)沒有被當(dāng)成鎖時(shí)，這就是一個(gè)普通的對(duì)象，Mark Word記錄對(duì)象的HashCode，鎖標(biāo)志位是01，是否偏向鎖那一位是0。
2，當(dāng)對(duì)象被當(dāng)做同步鎖并有一個(gè)線程A搶到了鎖時(shí)，鎖標(biāo)志位還是01，但是否偏向鎖那一位改成1，前23bit記錄搶到鎖的線程id，表示進(jìn)入偏向鎖狀態(tài)。
3，當(dāng)線程A再次試圖來(lái)獲得鎖時(shí)，JVM發(fā)現(xiàn)同步鎖對(duì)象的標(biāo)志位是01，是否偏向鎖是1，也就是偏向狀態(tài)，Mark Word中記錄的線程id就是線程A自己的id，表示線程A已經(jīng)獲得了這個(gè)偏向鎖，可以執(zhí)行同步鎖的代碼。
4，當(dāng)線程B試圖獲得這個(gè)鎖時(shí)，JVM發(fā)現(xiàn)同步鎖處于偏向狀態(tài)，但是Mark Word中的線程id記錄的不是B，那么線程B會(huì)先用CAS操作試圖獲得鎖，這里的獲得鎖操作是有可能成功的，因?yàn)榫€程A一般不會(huì)自動(dòng)釋放偏向鎖。如果搶鎖成功，就把Mark Word里的線程id改為線程B的id，代表線程B獲得了這個(gè)偏向鎖，可以執(zhí)行同步鎖代碼。如果搶鎖失敗，則繼續(xù)執(zhí)行步驟5。
5，偏向鎖狀態(tài)搶鎖失敗，代表當(dāng)前鎖有一定的競(jìng)爭(zhēng)，偏向鎖將升級(jí)為輕量級(jí)鎖。JVM會(huì)在當(dāng)前線程的線程棧中開辟一塊單獨(dú)的空間，里面保存指向?qū)ο箧iMark Word的指針，同時(shí)在對(duì)象鎖Mark Word中保存指向這片空間的指針。上述兩個(gè)保存操作都是CAS操作，如果保存成功，代表線程搶到了同步鎖，就把Mark Word中的鎖標(biāo)志位改成00，可以執(zhí)行同步鎖代碼。如果保存失敗，表示搶鎖失敗，競(jìng)爭(zhēng)太激烈，繼續(xù)執(zhí)行步驟6。
6，輕量級(jí)鎖搶鎖失敗，JVM會(huì)使用自旋鎖，自旋鎖不是一個(gè)鎖狀態(tài)，只是代表不斷的重試，嘗試搶鎖。從JDK1.7開始，自旋鎖默認(rèn)啟用，自旋次數(shù)由JVM決定。如果搶鎖成功則執(zhí)行同步鎖代碼，如果失敗則繼續(xù)執(zhí)行步驟7。
7，自旋鎖重試之后如果搶鎖依然失敗，同步鎖會(huì)升級(jí)至重量級(jí)鎖，鎖標(biāo)志位改為10。在這個(gè)狀態(tài)下，未搶到鎖的線程都會(huì)被阻塞。
2，指向類的指針
該指針在32位JVM中的長(zhǎng)度是32bit，在64位JVM中長(zhǎng)度是64bit。
Java對(duì)象的類數(shù)據(jù)保存在方法區(qū)。
3，數(shù)組長(zhǎng)度
只有數(shù)組對(duì)象保存了這部分?jǐn)?shù)據(jù)。
該數(shù)據(jù)在32位和64位JVM中長(zhǎng)度都是32bit。
二，實(shí)例數(shù)據(jù)
對(duì)象的實(shí)例數(shù)據(jù)就是在java代碼中能看到的屬性和他們的值。
三，對(duì)齊填充字節(jié)
因?yàn)镴VM要求java的對(duì)象占的內(nèi)存大小應(yīng)該是8bit的倍數(shù)，所以后面有幾個(gè)字節(jié)用于把對(duì)象的大小補(bǔ)齊至8bit的倍數(shù)，沒有特別的功能。
總結(jié)
到此這篇關(guān)于Java對(duì)象頭與對(duì)象組成的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java對(duì)象頭與對(duì)象組成內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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