Java对象头和对象组成参考

补充1：JVM中new一个Java空对象最少需要3个字长，引用1个字长，对象头2个字长；
补充2：JVM中new一个Java空数组最少需要4个字长，引用1个字长，对象头3个字长；

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Java对象保存在内存中时，由以下三部分组成：

一. 对象头
二. 实例数据
三. 对齐填充字节

一. 对象头

Java的对象头由以下三部分组成：

1. Mark Word（占一个字长）
2. 指向类的指针（占一个字长）
3. 数组长度（只有数组对象才有，占一个字长）

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(1). Mark Word
Mark Word记录了对象和锁有关的信息，当这个对象被synchronized关键字当成同步锁时，围绕这个锁的一系列操作都和Mark Word有关。
Mark Word在32位JVM中的长度是32bit，在64位JVM中长度是64bit。
Mark Word在不同的锁状态下存储的内容不同，在32位JVM中是这么存的：

Mark-Word内部划分

其中无锁和偏向锁的锁标志位都是01，只是在前面的1bit区分了这是无锁状态还是偏向锁状态。JDK1.6以后的版本在处理同步锁时存在锁升级的概念，JVM对于同步锁的处理是从偏向锁开始的，随着竞争越来越激烈，处理方式从偏向锁升级到轻量级锁，最终升级到重量级锁。

JVM一般是这样使用锁和Mark Word的：

1. 当没有被当成锁时，这就是一个普通的对象，Mark Word记录对象的HashCode，锁标志位是01，是否偏向锁那一位是0。

2. 当对象被当做同步锁并有一个线程A抢到了锁时，锁标志位还是01，但是否偏向锁那一位改成1，*前23bit记录抢到锁的线程ID，表示进入偏向锁状态。

3. 当线程A再次试图来获得锁时，JVM发现同步锁对象的标志位是01，是否偏向锁是1，也就是偏向状态，Mark Word中记录的线程ID就是线程A自己的ID，表示线程A已经获得了这个偏向锁，可以执行同步锁的代码，即可重入锁实现。

4. 当线程B试图获得这个锁时，JVM发现同步锁处于偏向状态，但是Mark Word中的线程ID记录的不是B，那么线程B会先用CAS操作试图获得锁，这里的获得锁操作是有可能成功的，因为线程A一般不会自动释放偏向锁。如果抢锁成功，就把Mark Word里的线程ID改为线程B的ID，代表线程B获得了这个偏向锁，可以执行同步锁代码。如果抢锁失败，则继续执行步骤5需要升级轻量级锁。

5. 偏向锁状态抢锁失败，代表当前锁有一定的竞争，偏向锁将升级为轻量级锁。JVM会在当前线程的线程栈中开辟一块单独的空间，里面保存指向对象锁Mark Word的指针，同时在对象锁Mark Word中保存指向这片空间的指针。上述两个保存操作都是CAS操作，如果保存成功，代表线程抢到了同步锁，就把Mark Word中的锁标志位改成00，可以执行同步锁代码。如果保存失败，表示抢锁失败，竞争太激烈，继续执行步骤6需要先尝试自旋等待。

6. 轻量级锁抢锁失败，JVM会使用自旋锁，自旋锁不是一个锁状态，只是代表不断的自循环重试，尝试抢占锁。从JDK1.7开始，自旋锁默认启用，自旋次数由JVM决定。如果抢锁成功则执行同步锁代码，如果失败则继续执行步骤7需要升级重量级锁。

7. 自旋锁重试之后如果抢锁依然失败，同步锁会升级至重量级锁，锁标志位改为10。在这个状态下，未抢到锁的线程都会被阻塞。

(2). 指向类的指针
该指针在32位JVM中的长度是32bit，在64位JVM中长度是64bit。
Java对象的类数据保存在方法区。

(3). 数组长度
只有数组对象保存了这部分数据。
该数据在32位和64位JVM中长度都是32bit。

二. 实例数据

对象的实例数据就是在Java代码中能看到的属性和他们的值。

三. 对齐填充字节

因为JVM要求Java的对象占的内存大小应该是8bit的倍数，所以后面有几个字节用于把对象的大小补齐至8bit的倍数，没有特别的功能。