Java对象头

对象头结构
对象头和JVM的思考

对象头结构

Java对象的对象头主要由两部分组成：

Mark Word：用于存储对象的运行时数据，包括哈希码、GC年龄、锁状态等。
Class Metadata Address：指向对象的类元数据的指针，JVM用它来找到类信息。

	32位JVM	64位JVM
Mark Word	32	64（当开启压缩指针，仍然保持32位）
Class Metadata Address	32	64（当开启压缩指针，仍然保持32位）

无锁
| 25 bits (unused) | 4 bits (age) | 31 bits (identity hash code) | 4 bits (00) |
偏向
| 54 bits (thread ID) | 2 bits (epoch) | 4 bits (age) | 1 bit (0) | 3 bits (101) |
轻量
| 62 bits (lock record pointer) | 2 bits (00) |
重量
| 62 bits (monitor pointer) | 2 bits (10) |

Mark Word的后几位来记录对象的锁状态，即标识当前对象是否被线程独享。这些标志位不仅指示了锁的类型，还帮助JVM管理并发和同步操作。

无锁状态（00）：

对象没有被任何线程锁定。
在这种状态下，Mark Word中包含对象的标识哈希码、GC age等信息。

偏向锁（101）：

对象被一个线程偏向锁定，这意味着对象倾向于被同一个线程多次锁定。
Mark Word中包含偏向锁线程的ID和其他相关信息。

轻量级锁（00）：

对象被多个线程竞争锁定，锁是轻量级的（基于CAS操作）。
Mark Word中包含指向锁记录的指针。

重量级锁（10）：

对象被多个线程竞争锁定，锁是重量级的（通过操作系统的互斥量（mutex）来实现线程的挂起和唤醒）。
Mark Word中包含指向互斥量的指针。
上述锁状态的转换其实就是对象锁（监视器锁）的升级过程：无锁 - 偏向 - 轻量 - 重量。
// todo关于锁

对象头和JVM的思考

对象头中包含GC age，独占当前对象的线程信息，还有指向类的元信息的地址，因此JVM可以通过分代进行GC，可以控制并发安全，可以通过类的元信息进行反射；
JVM堆区中存放实例对象，实例对象包含：

普通实例对象如：person、dog
class实例对象如 person.class dog.class class.class
这些对象都有对象头，我们知道对象头中有一个区域用来存放指向类的元数据的内存地址，这个区域是Class Metadata Address。
普通对象对象头的Class Metadata Address：指向的是对应的class对象的地址，因为class对象是该类访问元数据的入口。如下图：

堆 (Heap):
------------------------------------------------------
| person对象                                          |
|----------------------------------------------------|
| 对象头：                                             |
|  - Mark Word                                        |
|  - Class Metadata Address (指向Person.class实例)     |找它的模板类
|----------------------------------------------------|| Person.class对象                                    |
|----------------------------------------------------|
| 对象头：                                             |
|  - Mark Word                                        |
|  - Class Metadata Address (指向java.lang.Class实例)  |找它的模板类
|----------------------------------------------------|| java.lang.Class.class对象                           |
|----------------------------------------------------|
| 对象头：                                             |
|  - Mark Word                                        |
|  - Class Metadata Address (指向自己)                 |
|----------------------------------------------------|元空间 (Metaspace):
------------------------------------------------------
| Person类元数据                                      |
|----------------------------------------------------|| java.lang.Class类元数据                             |
|----------------------------------------------------|