对象组成

对象头
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
对齐填充字节：因为JVM要求java的对象占的内存大小应该是8字节的倍数，所以后面有几个字节用于把对象的大小补齐至8字节的倍数，没有特别的功能

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对象头

Java对象头由以下三部分组成

Mark Word
指向类的指针
数组长度（只有数组对象才有）

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：

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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。

可以看出无锁情况下，前面位数保存的是对象的HashCode，那么偏向锁、轻量级锁、重量级锁如何获取对象的HashCode？

HashCode生成规则：在无锁状态下，Mark Word 中可以存储对象的 identity hash code 值。当对象的 hashCode() 方法（非用户自定义）第一次被调用时，JVM 会生成对应的 identity hash code 值，并将该值存储到 Mark Word 中。后续如果该对象的hashCode() 方法再次被调用则不会再通过 JVM 进行计算得到，而是直接从 Mark Word 中获取。只有这样才能保证多次获取到的 identity hash code 的值是相同的

对于轻量级锁，获取锁的线程栈帧中有锁记录（Lock Record）空间，用于存储 Mark Word 的拷贝，官方称之为 Displaced Mark Word，该拷贝中可以包含 identity hash code，所以轻量级锁可以和 identity hash code 共存
对于重量级锁，ObjectMonitor 类里有字段可以记录非加锁状态下的 mark word，其中也可以存储 identity hash code 的值，所以重量级锁也可以和 identity hash code 共存。
对于偏向锁，在线程获取偏向锁时，会用 Thread ID 和 epoch 值覆盖 identity hash code 所在的位置。如果一个对象的hashCode() 方法已经被调用过一次之后，这个对象还能被设置偏向锁么？答案是不能。因为如果可以的，那 Mark Word中的 identity hash code 必然会被偏向线程Id给覆盖，这就会造成同一个对象前后两次调用 hashCode() 方法得到的结果不一致。

HotSpot VM 的锁实现机制是：

当一个对象已经调用默认 hashCode() 或者 System.identityHashCode()，即计算过 identity hash code 后，它就无法进入偏向锁状态。这意味着，如果要在不发生争用的对象上进行同步，则最好覆盖默认hashCode()实现，否则JVM不会优化。
当一个对象当前正处于偏向锁状态，并且需要计算其 identity hash code 的话，则它的偏向锁会被撤销，并且锁会膨胀为轻量级锁或者重量锁；
轻量级锁的实现中，会通过线程栈帧的锁记录存储 Displaced Mark Word；
重量锁的实现中，ObjectMonitor 类里有字段可以记录非加锁状态下的 mark word，其中可以存储 identity hash code 的值

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。

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。

压缩指针

-XX:+UseCompressedOops，64位JVM才有且1.6之后默认开启，作用是将对象头中的类指针压缩至32位

原理

对于32位的CPU和操作系统来说，32位的指针可以表示
2的32次方 = 4Gbit 个地址，而每个地址占用的内存空间为1个byte（因为CPU运算位数是32位，所以每次都是按byte读取），因此32操作系统支持的最大内存位4Gbit * 8 = 4GB

对于64位的JVM来说，64位的指针理论上可以表示的地址无限大
指针压缩后变为32位指针，如上所述理论上只能表示 4Gbit 个地址，支持4GB的内存，但是假如每个地址占用的内存空间改为8个byte，那么就能够支持 4GB * 8 = 32GB的内存了，JVM就是这样运用8字节对齐填充的特性通过映射的方式达到内存扩充的效果

如果堆大小大于 32 GB，压缩指针就不能用了