JAVA并发（1）—java对象布局

2019-11-23 本文已影响0人小胖学编程

使用synchronized关键字，是锁对象还是锁代码块呢？

在hotSpot虚拟机中，对象在内存中的布局可以分为三块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。

如何查看JDK版本号.png

而实际上，对象在堆上分配的内存为8的整数倍，若对象头和实例数据大小不是8的整数倍时，才需要对齐填充。

如何查看对象布局

        <dependency>
            <groupId>org.jolokia</groupId>
            <artifactId>jolokia-core</artifactId>
        </dependency>

    public static void main(String[] args) {
        Account account=new Account();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(account).toPrintable());
    }

2.1 对齐填充是否一定存在？

public class Account {
    //只有一个boolean的属性，即占1byte。
    boolean flag=false;  
}

打印出的对象布局：

com.tellme.lock.Account object internals:
 OFFSET  SIZE      TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4           (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4           (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4           (object header)                           43 21 f3 27 (01000011 00100001 11110011 00100111) (670245187)
     12     1   boolean Account.flag                              false
     13     3           (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 3 bytes external = 3 bytes total

结论：

对象头部分占用12byte；
实例数据部分占用的是1byte；
对齐填充部分占用了3byte，将其补充为8的整数倍。

public class Account {
    //若是int类型，那么实例数据占用的是4字节
    int flag=0;   
}

重写打印对象布局：

com.tellme.lock.Account object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           43 e1 e2 27 (01000011 11100001 11100010 00100111) (669180227)
     12     4    int Account.flag                              0
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

可以看到，此时对象的布局为对象头和实例数据。并不存在填充数据。

2.2 Java对象头

有上面数据可以看出，对象头大小为12byte，也就是96bit。

那么对象头又是由什么组成的呢？
点击JDK官网文档了解详情...

JVM虚拟机文档.png

可以看到，对象头由两部分组成：
1. mark word：用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、同步状态等。
2. klass pointer：对象指向它的类元数据的指针，虚拟机可以通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例（数组、对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通JAVA对象的元数据信息确定JAVA对象的大小，但是从数组的元数据中无法确定数组的大小）。

图1-32位HotSpot虚拟机对象头Mark Word组成.png

在mark word中分代年龄占了4bit，即分代年龄值为0-15
在JVM调优中：

-XX:MaxTenuringThreshold默认15。即理论上每发生一次GC，对象的分代年龄+1；
GC标记的锁标志位为11，是GC的markSweep(标记清除算法)使用的。

在并发编程中：

synchronize关键字对对象加锁，实际上是锁的对象，而并非对代码块进行加锁。而锁对象正是通过mark word的同步标识来实现的。具体到上图中就是通过是否偏向锁+锁标识字段来控制对象的五种标识的。

image.png

注：age：保存对象的分代年龄||biased_lock：偏向锁标识位||lock：锁状态标识位||epoch：保存偏向时间戳。

不管是32/64位的JVM，都是1bit偏向锁+2bit锁标识位，来标识对象状态的。

JAVA并发（1）—java对象布局

如何查看对象布局

2.1 对齐填充是否一定存在？

2.2 Java对象头

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