首先,我们先来了解下对象头在jvm中是怎样的一种存在?
一、堆中的Java对象
在Hotspot中一个Java对象包含如下三个部分:
- 对象头
- 实例信息
- 对齐信息
可见,对象头存在于java堆中,是java对象的一部分,那这一部分有什么用呢?平时我们coding的时候见过它吗?我们继续
二、JVM中的对象头:
jvm对象头信息是与对象自身定义的数据无关的额外存储的信息,由于它存在于对象中,jvm规范中安装对象类型,分两种类型:
- 普通对象包含:Mark Word、元数据指针(Klass Pointer)
- 数组对象包含:Mark Word、元数据指针(Klass Pointer)、Array Length
可见,对象头最神秘的就是Mark Work的,其它的从字面上就能明白,所以下面就重点介绍Mark Word了!
三、不同类型JVM下,对象头每一部分占用内存大小(单位:bit):
数据类型 32位jmv 64位jvm 开启指针压缩的64位JVM
Mark Word 32 64 64
Klass Pointer 32 64 32
Array Length 32 32 32
可见,在64位的JVM中,开启指针压缩(-XX:UseCompressedOops)只会影响到Klass Pointer。而数组长度不管在什么类型的JVM里都是32bit。
四、不同类型JVM下,对象头占用内存大小(单位:bit)
对象类型 32位jmv 64位jvm 开启指针压缩的64位JVM
普通对象 64 128 96
数组对象 96 160 128
由此可见,对象头占用的空间还是不小的,那对象头里究竟存储了什么?还是要分32JVM和64位JVM来说明,往下看
五、32位JVM-->Mark Word
mark word里存放的是对象运行时的信息,不同状态的对象里mark word 存放的信息是不同的,如下:
存储内容(30bit) 锁状态
(2bit)identify_hashcode:25|age:4|biased_lock:1 (01)无锁
threadId:23 | age:4 | epoch:2 | biased_lock:1 (01)偏向锁
ptr_to_lock_record:30 (00) (00)轻量级锁
ptr_to_heavyweight_monitor:30 (10)重量级锁
gc_info:30 (11)GC标记
六、64位JVM-->Mark Word
存储内容(62bit) 锁状态(2bit)
unused:25 | identify_hashcode:25 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 (01)无锁
unused:25 | identify_hashcode:25 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 (01)无锁锁
record:62(00)轻量级锁 ptr_to_heavyweight_monitor:62 (10)重量级锁
gc_info:62 (11)GC标记
说明:
1、名词:
- age: GC分代年龄
- identify_hashcode: 对象的hashcode值
- threadId: 偏向线程的Id
- biased_lock: 是否是偏向锁,因为只占一个bit,所以只有0和1
- epoch: 偏向时间戳
- ptr_to_lock_record: 指向栈中轻量级锁记录的指针
- ptr_to_heavyweight_monitor:指向栈中重量级锁的指针
- GC标记: 用于GC算法对对象的标记
- gc_info: GC算法给不同状态的标记信息
2、实现机制
对象头信息是跟对象自身定义的数据结构无关的(这就是我们coding的时候没关注的原因了,不怪你!)。这些信息所记录的状态是用于JVM对对象的管理的。更重要的是,不同状态的存储内容基本上是互斥的。所以基于节省空间的角度考虑,Mark Word被设计成动态的。
3、identify_hashcode 既然有方法可以生成为什么要放在对象头里?
- 当一个对象的hashCode()未被重写时,调用这个方法会返回一个由随机数算法生成的值。因为一个对象的hashCode不可变,所以需要存到对象头中。当再次调用该方法时,会直接返回对象头中的hashcode。
- identify_hashcode 采用延迟加载的方式生成。只有调用hashcode()时,才会写入对象头。若一个类的hashCode()方法被重写,对象头中将不存储hashcode信息,因为一般我们自己实现的hashcode()并未将生成的值写入对象头。
4、当对象的状态不是默认状态时,对象的hashcode去哪儿了
- 当是轻量级锁/重量级锁时,jvm会将对象的 mark word
- 如果一个对象头中存在hashcode,则无法使用偏向锁。
七、Klass Pointer
类型指针存放的是该对象对应的类的指针。即该指针应该指向方法区的内存区域。
八、Array Length
数组长度只在数组类型的对象中存在。用于记录数组的长度。避免获取数组长度时,动态计算。以空间换时间的做法。
九、实例信息
该部分存储了一个类定义的对象信息,包含从父类中继承的信息(这就是我们coding的时候看到的了!)。
参考:《深入理解Java虚拟机: JVM高级特性与最佳实践》