java对象的内存布局和锁

作者: Bfmall | 来源:发表于2023-06-04 14:36 被阅读0次

一、对象在内存中的存储布局

对象的内存布局分为两种，普通对象和数组对象

image.png

1、对象头-Mark Word

用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持久的锁、偏向线程的ID等
通过存储的内容得知对象头是锁机制和GC的重要基础。

image.png

以 32位虚拟机为例，来看一下其 Mark Word 的字节具体是如何分配的?

无锁：
对象的hashcode：25bit ；存放对象分代年龄：4bit；存放是否偏向锁的标识位：1bit；存放锁标识位为01：2bit

偏向锁：
在偏向锁中划分更细。
开辟 25bit 的空间，其中存放线程ID：23bit；存放Epoch：2bit；存放对象分代年龄：4bit ；存放是否偏向锁标识，：1bit （0表示无锁，1表示偏向锁）；锁的标识位还是01

轻量级锁：
在轻量级锁中直接开辟 30bit 的空间存放指向栈中锁记录的指针，2bit 存放锁的标志位，其标志位为00

重量级锁：
在重量级锁中和轻量级锁一样，30bit 的空间用来存放指向重量级锁的指针，2bit 存放锁的标识位，为11

GC标记：
开辟30bit 的内存空间却没有占用，2bit 空间存放锁标志位为11。

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

2、类型指针-Class Pointer
Class Pointer是对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例

3、对象：实例数据；数组：数组长度+数组数据

如果对象是一个 Java 数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据。
数组长度：存储数组长度，固定占用4个字节
实例数据、数组数据：存储数据

不同的类型所占的空间不同：

image.png

4、对齐填充字节- padding ：
用于补齐对象内存长度的。
因为JVM要求java代码的对象必须是8bit的倍数。如果一个对象用不到8N个字节则需要对其填充，以此来补齐对象头和实例数据占用内存之后剩余的空间大小。如果对象头和实例数据已经占满了JVM所分配的内存空间，那么就不用再进行对齐填充了。所有的对象分配的字节总SIZE需要是8的倍数，如果前面的对象头和实例数据占用的总SIZE不满足要求，则通过对齐数据来填满。

二、工具
1、jol工具
Idea 导入 pom依赖

 <dependency>
        <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
        <artifactId>jol-core</artifactId>
        <version>0.16</version>
    </dependency>

jol常用方法：

    1.使用jol计算对象的大小（单位为字节）：ClassLayout.parseInstance(obj).instanceSize()
    2.使用jol查看对象内部的内存布局：ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()
    3.查看对象占用空间总大小：GraphLayout.parseInstance(obj).totalSize()

2、进制工具

https://hex.buyaocha.com/

三、实验

1、对象和数组

（1）对象类型

代码：

public class markword01_EmptyProperties {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("空属性-对象布局================================");
        markword01_EmptyProperties entity = new markword01_EmptyProperties();
        // 打印java 对象内存布局
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(entity).toPrintable());
    }
}

输出结果：

com.tsj.threads.markword01_EmptyProperties object internals:
OFF  SZ   TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8        (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4        (object header: class)    0xf800c105
 12   4        (object alignment gap)    
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

结果分析：

 - OFF（OFFSET）：偏移地址，单位字节； 
 - SZ（SIZE）：占用的内存大小，单位为字节； 
 - TYPE DESCRIPTION：类型描述。
        object header为对象头，object header 包含 mark + class；
        gap字段，表示补齐padding。 
- VALUE：对应内存中当前存储的值； 
- Instance size：实例字节数值大小，
        即：一个空的java对象（不包含任意字段属性）实例，其实例大小为16Byte。
        怎么计算？mark + class + gap = 16. 
-  Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external
   = 4 bytes total：表示内存补齐Padding，占用4个字节

（2）数组

代码：

public class markword01_EmptyArrayEntity {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("数组布局================================");
        markword01_EmptyArrayEntity[] entity = new markword01_EmptyArrayEntity[4];
        // 打印java 对象内存布局
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(entity).toPrintable());
    }
}

输出结果：

[Lcom.tsj.threads.markword01_EmptyArrayEntity; object internals:
OFF  SZ                                          TYPE DESCRIPTION                               VALUE
  0   8                                               (object header: mark)                     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                                               (object header: class)                    0xf800c143
 12   4                                               (array length)                            4
 12   4                                               (alignment/padding gap)                   
 16  16   com.tsj.threads.markword01_EmptyArrayEntity markword01_EmptyArrayEntity;.<elements>   N/A
Instance size: 32 bytes
Space losses: 4 bytes internal + 0 bytes external = 4 bytes total

结果分析：

 - OFF：偏移地址，单位字节； 
 - SZ：占用的内存大小，单位为字节； 
 - TYPE DESCRIPTION：类型描述。
       bject header为对象头，object header 包含 mark + class；
       gap字段，表示补齐padding。
       array length：表示数组长度 
- VALUE：对应内存中当前存储的值； 
- Instance size：实例字节数值大小，
       即：一个空的java数组，其实例大小为32Byte。
       怎么计算？mark + class +  array length + gap = 32. 
-  Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external
   = 4 bytes total：表示内存补齐Padding，占用4个字节

2、padding对齐 vs 压缩验证

（1）创建三个不同属性的类

Student：

public class Student {
    private String name;
    private Integer age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
}

StudentV1：

public class StudentV1 {
    private String nameV1;
    private Integer ageV1;
    private int sexV1;

    public String getNameV1() {
        return nameV1;
    }

    public void setNameV1(String nameV1) {
        this.nameV1 = nameV1;
    }

    public Integer getAgeV1() {
        return ageV1;
    }

    public void setAgeV1(Integer ageV1) {
        this.ageV1 = ageV1;
    }

    public int getSexV1() {
        return sexV1;
    }

    public void setSexV1(int sexV1) {
        this.sexV1 = sexV1;
    }

StudentV2：

public class StudentV2 {
    private String nameV1;
    private Integer ageV1;
    private int sexV1;

    private boolean live;

    public String getNameV1() {
        return nameV1;
    }

    public void setNameV1(String nameV1) {
        this.nameV1 = nameV1;
    }

    public Integer getAgeV1() {
        return ageV1;
    }

    public void setAgeV1(Integer ageV1) {
        this.ageV1 = ageV1;
    }

    public int getSexV1() {
        return sexV1;
    }

    public void setSexV1(int sexV1) {
        this.sexV1 = sexV1;
    }

    public boolean isLive() {
        return live;
    }

    public void setLive(boolean live) {
        this.live = live;
    }
}

（2） ClassLayout执行输出内存布局：

 public static void main(String[] args) {
        System.out.println("有属性-对象布局 1================================");
        Student student = new Student();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(student).toPrintable());

        System.out.println("有属性-对象布局 2================================");
        StudentV1 studentV1 = new StudentV1();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(studentV1).toPrintable());


        System.out.println("有属性-对象布局 3================================");
        StudentV2 studentV2 = new StudentV2();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(studentV2).toPrintable());

    }

（3）输出结果：

有属性-对象布局 1================================
# WARNING: Unable to attach Serviceability Agent. You can try again with escalated privileges. Two options: a) use -Djol.tryWithSudo=true to try with sudo; b) echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

有属性-对象布局 2================================
com.tsj.threads.StudentV1 object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800f359
 12   4                 int StudentV1.sexV1           0
 16   4    java.lang.String StudentV1.nameV1          null
 20   4   java.lang.Integer StudentV1.ageV1           null
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

有属性-对象布局 3================================
com.tsj.threads.StudentV2 object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800f39e
 12   4                 int StudentV2.sexV1           0
 16   1             boolean StudentV2.live            false
 17   3                     (alignment/padding gap)   
 20   4    java.lang.String StudentV2.nameV1          null
 24   4   java.lang.Integer StudentV2.ageV1           null
 28   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 32 bytes
Space losses: 3 bytes internal + 4 bytes external = 7 bytes total

（4）结果分析：

- Student:
    Instance size: 24 bytes;
    24 bytes = mark(8) + class(4) + name(4,压缩) + age(4，压缩) + gap(4)
    name 类型：String，age类型：Integer，都属于引用类型。JDK默认开启了压缩，8位压缩至4位。
    进行了一次补齐，补齐4bytes
- StudentV1:
    Instance size: 24 bytes
    24 bytes = mark(8) + class(4) + sexV1(4) +  nameV1(4,压缩) + ageV1(4，压缩) 
    nameV1 类型：String，ageV1类型：Integer，都属于引用类型。JDK默认开启了压缩，8位压缩至4位。另外，sexV1类型为int，基本类型无法压缩。
    没有进行补齐
- StudentV2:
    Instance size: 32 bytes
    24 bytes = mark(8) + class(4) + sexV1(4) + live (1) + gap(3) + nameV1(4,压缩) + ageV1(4，压缩) + gap(4)
    进行了两次补齐，一次为internal，为live补齐了3bities，一次为external，为整个对象补齐4字节。

3、锁对象的内存布局

主要是针对synchronized，JDK 1.6 优化了synchronized，提出了锁升级的机制，即无锁-偏向锁-轻量级锁-重量级锁，我这里不验证锁升级的过程，主要验证的数这四种锁在对象头是怎么存储和标识的。

锁类型（按锁的状态分类）

non-biasable 无锁且不可偏向
biasable 无锁可偏向
biased 偏向锁
thin lock 轻量级锁
fat lock 重量级锁

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Object Header (128 bits) |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Mark Word (64 bits) | Klass Word (64 bits) |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| unused:25 | identity_hashcode:31 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | OOP to metadata object | 无锁
|----------------------------------------------------------------------|--------|------------------------------|
| thread:54 | epoch:2 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | OOP to metadata object | 偏向锁
|----------------------------------------------------------------------|--------|------------------------------|
| ptr_to_lock_record:62 | lock:2 | OOP to metadata object | 轻量锁
|----------------------------------------------------------------------|--------|------------------------------|

| ptr_to_heavyweight_monitor:62 | lock:2 | OOP to metadata object | 重量锁
|----------------------------------------------------------------------|--------|------------------------------|
| | lock:2 | OOP to metadata object | GC
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
————————————————

ock: 锁状态标记位，该标记的值不同，整个mark word表示的含义不同。

biased_lock：偏向锁标记，为1时表示对象启用偏向锁，为0时表示对象没有偏向锁。

从分布可以得出，看锁标记，直接看后 3 位即可，如果给到你锁类型标识，你只需要看前后2位就行。

biased_lock	lock	16进制	状态
0	01	1	无锁
1	01	5	偏向
0	00	0	轻量
0	10	2	重量
0	11	3	GC

（1）无锁

代码：

public class SyncTest01 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Student a = new Student();
        String str = ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable();
        System.out.println(str);//01    无锁状态
        new Thread() {
            public void run() {
                //把a作为锁对象
                synchronized (a) {
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();

        Thread.sleep(10);
    }

}

输出结果：

com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

结果分析：

主要锁的状态体现在第一行 object header: mark 的 value部分。
mark标识：0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
non-biasable; age: 0
（1）non-biasable：表示无锁且不可偏向
（2）age：年龄：0
0x0000000000000001
对象头：0x0000000000000001，二进制表示：1

（2）轻量级锁

代码：

public class SyncTest02 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Student a = new Student();

        String str = ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable();
        System.out.println("未上锁，输出ClassLayout");
        System.out.println(str);//01    无锁状态

        new Thread(){
            public void run() {
                //把a作为锁对象
                synchronized(a) {
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();

        Thread.sleep(10);
        System.out.println("上锁，输出ClassLayout");
        str = ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable();
        System.out.println(str);//00    轻量级锁
    }
}

输出结果：

未上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000700004f9e9b0 (thin lock: 0x0000700004f9e9b0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

结果分析：

上锁前：
    mark标识：0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
    （1）non-biasable; age: 0
        non-biasable：表示无锁且不可偏向
    （2）0x0000000000000001，
        对象头：0x0000000000000001，二进制表示为：1。
    
上锁后：
    mark标识：0x0000700004f9e9b0 (thin lock: 0x0000700004f9e9b0)
    （1）thin lock: 0x0000700004f9e9b0
        thin lock：表示轻量级锁；
        上锁的对象头：0x0000700004f9e9b0，二进制表示为：11100000000000000000100111110011110100110110000，看后两位表示：00，00：表示轻量级锁
    （2）0x0000700004f9e9b0
    对象头是0x0000700004f9e9b0，二进制表示为：11100000000000000000100111110011110100110110000

加锁前对象处于无锁状态，加锁中处于轻量锁状态

3）偏向锁
同为轻量级锁代码（例子2的），另外还需要设置JVM参数。
JDK默认开启偏向锁，但延时的，需要通过参数-XX:BiasedLockingStartupDelay=0禁用延时。（idea在VM Options设置就行了）
偏向锁的开启和禁止延迟参数：

-XX:BiasedLockingStartupDelay=0 -client -Xmx1024m -Xms1024m

偏向锁的关闭参数

-XX:+UseBiasedLocking -client -Xmx512m -Xms512m

是否要在JVM中启用偏向锁，取决于业务方面
如果加synchronized的方法在大部分时间内都只有一个线程来访问，其他很少的时间才会有多线程来并发访问，那么就有必要开启偏向锁。

image.png

输出结果：

未上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x00007f9c7e0d3005 (biased: 0x0000001fe71f834c; epoch: 0; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

结果分析：

上锁前：
    mark标识：0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
    （1）non-biasable; age: 0
        non-biasable：表示无锁且不可偏向
        age：年龄：0
    （2）0x0000000000000005
        对象头是0x0000000000000005，二进制表示为：101。
        
上锁后：
    mark标识：0x00007f9c7e0d3005 (biased: 0x0000001fe71f834c; epoch: 0; age: 0)
    （1）biased: 0x0000001fe71f834c; epoch: 0; age: 0
        biased：表示偏向锁
        上锁的对象：0x0000001fe71f834c，二进制表示为：1111111100111000111111000001101001100，看后三位表示：100，1：表示偏向锁，00：表示轻量级锁
        age：年龄：0
        如果开启了偏向锁，thread、epoch、age 都为 0
    （2）0x00007f9c7e0d3005
        对象头是：0x00007f9c7e0d3005，二进制表示为11111111001110001111110000011010011000000000101。
    
加锁前对象处于无锁状态，加锁中处于偏向锁状态，在偏向锁中，对象头和加锁的对象头不是同一个。

（4）重量锁（无锁 =》轻量级=》重量锁）

代码：

public class SyncTest03 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Student a = new Student();

        String str = ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable();
        System.out.println("未上锁，输出ClassLayout");
        System.out.println(str);//01    无锁状态

        new Thread() {
            public void run() {
                synchronized (a) {
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();

        Thread.sleep(10);
        str = ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable();
        System.out.println("第一次上锁，输出ClassLayout");
        System.out.println(str);//00    轻量级锁
        new Thread() {
            public void run() {
                synchronized (a) {
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();
        Thread.sleep(10);
        str = ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable();
        System.out.println("第二次上锁，输出ClassLayout");
        System.out.println(str);//10    重量级锁
    }
}

输出结果：

未上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

第一次上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000700008ebc9b0 (thin lock: 0x0000700008ebc9b0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

第二次上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x00007f7bd001f13a (fat lock: 0x00007f7bd001f13a)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

结果分析：

未上锁：
mark标识：0x0000000000000001 (non-biasable; age: 0)
（1）non-biasable; age: 0
    non-biasable：无锁

第一次加锁，是真正加上锁
mark标识：0x0000700008ebc9b0 (thin lock: 0x0000700008ebc9b0)
（1）thin lock: 0x0000700008ebc9b0
    thin lock ：轻量级锁
    0x0000700008ebc9b0，表示上锁的对象头，二进制为：11100000000000000001000111010111100100110110000，看后两位表示：00，00：表示轻量级锁
（2）0x0000700008ebc9b0
    对象头是：0x0000700008ebc9b0

第二次还是对同一把锁方法，存在同一时间访问同一锁的情况，就会导致轻量级锁膨胀为重量级锁。
mark标识为：0x00007f7bd001f13a (fat lock: 0x00007f7bd001f13a)
（1）fat lock: 0x00007f7bd001f13a
    fat lock ：表示重量级锁
    0x00007f7bd001f13a，上锁的对象头，二进制为：11111110111101111010000000000011111000100111010，看后两位表示：01，01：表示轻量级锁
（2）0x00007f7bd001f13a
    对象头是0x00007f7bd001f13a

加锁前对象处于无锁状态，加锁中处于轻量锁状态，同一时间再次访问同一锁后，轻量级锁膨胀为重量级锁

（4）无锁 =》偏向锁 =》重量锁
代码和SyncTest03一致，在VM options禁止延迟偏向锁的设置

-XX:BiasedLockingStartupDelay=0 -client -Xmx1024m -Xms1024m

输出结果：

未上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

第一次上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x00007fce8f96e005 (biased: 0x0000001ff3a3e5b8; epoch: 0; age: 0)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

第二次上锁，输出ClassLayout
com.tsj.threads.Student object internals:
OFF  SZ                TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                     (object header: mark)     0x00007fce9801128a (fat lock: 0x00007fce9801128a)
  8   4                     (object header: class)    0xf800c143
 12   4    java.lang.String Student.name              null
 16   4   java.lang.Integer Student.age               null
 20   4                     (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

结果分析：

上锁前
mark标识：0x0000000000000005 (biasable; age: 0)
（1）biasable; age: 0
    biasable：无锁可偏向
    age:年龄为0
（2）0x0000000000000005
    当前对象头为0x0000000000000005，二级制为：101

第一次上锁
mark标识：0x00007fce8f96e005 (biased: 0x0000001ff3a3e5b8; epoch: 0; age: 0)
（1）biased: 0x0000001ff3a3e5b8; epoch: 0; age: 0
    biased：表示偏向锁
    0x0000001ff3a3e5b8，二进制为：1111111110011101000111110010110111000 
（2）0x00007fce8f96e005 
    当前对象头为0x00007fce8f96e005，二进制为：11111111100111010001111100101101110000000000101

第二次上锁
mark标识：0x00007fce9801128a (fat lock: 0x00007fce9801128a)
（1）fat lock: 0x00007fce9801128a
    fat lock ：表示重量级锁
    0x00007fce9801128a ，表示上锁对象头，二进制为：11111111100111010011000000000010001001010001010，查看后两位为10，10表示重量级锁
（2）0x00007fce9801128a 
    表示当前对象头为0x00007fce9801128a，二进制为：11111111100111010011000000000010001001010001010

加锁前对象处于无锁状态，加锁中处于偏向锁，同一时间再次访问同一锁后，偏向锁膨胀为重量级锁
注意，在偏向锁状态，当前对象头和上锁的对象头往往不是同一个。

————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「童小绿」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/tsj11514oo/article/details/127045106

java对象的内存布局和锁

一、对象在内存中的存储布局

1、对象头-Mark Word

2、进制工具

三、实验

1、对象和数组

（1）对象类型

代码：

（2）数组

代码：

2、padding对齐 vs 压缩验证

（1）创建三个不同属性的类

3、锁对象的内存布局

锁类型（按锁的状态分类）

（1）无锁

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