Java 基础(4)—Java 对象布局及偏向锁、轻量锁、重量锁介绍

一、Java 对象内存布局

1、对象内存布局

一个对象在 Java 底层布局（右半部分是数组连续的地址空间），如下图示：

总共有三部分总成：

1. 对象头：储对象的元数据，如哈希码、GC 分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁等等。
2. 实例数据：存储对象实际的数据内容，即程序员定义的各种类型的变量。
3. 对其填充：为了 JVM 能够更快地访问对象内部的数据，会在实例数据后面填充额外的空间，使得对象的大小能够被虚拟机的内存管理系统所整除（一般都是8的倍数）。

具体对象头的大小和实例数据的大小，与 Java 虚拟机的具体实现、对象的类型、虚拟机运行时参数等都有关系，一般不是固定的数值。需要注意的是，数组对象与普通对象的内存布局是不一样的，数组对象会额外存储数组长度信息。

1.1、对象头

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1.1.1、mark word 标记字

对象头两部分组成：

1. 对象标记（mark word）：储对象的元数据，如哈希码、GC 分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁
2. 类元信息（klass pointer）：存储的是指向该对象类元数据(klass)所在的首地址。

在 64位操作系统上，Markword 占了8个字节，类型指针占了8个字节，一共占16个字节。也就是说你随便 new 一个对象对象头就直接占了 16个字节（但是不一定，可能会压缩类型指针）。

1.1.2、klass pointer 类型指针

可以参考下图，类型指针指向方法区，比如有个 Customer 类，new 一个 Customer 实例，这个实例的类型指针指向方法区中的 Customer 类元信息。

1.2、实例数据

存放类的 Field 数据信息，包括父类的属性信息；如果是数组实例部分，还需要包括数组的长度，这部分内存按照4个字节对齐。

举个例子如下：

public class MarkwordDemo {public static void main(String[] args) {new Apple();}
}
class Apple {
}

直接 new 一个空属性 Apple 实例，在内存中就已经占用16字节(不考虑类型指针压缩)，如果 Apple 类中还有其他属性呢？如下所示：

public class MarkwordDemo {public static void main(String[] args) {new Apple();}
}
class Apple {int size = 100;char a = 'a';
}

一个 int 类型占 4个字节，一个 char 字符占1个字节，所以 new 一个 Apple 实例就会占用 16+5 = 21 个字节，但是最终会占用24个字节，因为 Java 底层为了方便内存管理，需要将其对齐填充，并且一般是8的倍数，所以是24字节。

1.3、对其填充

虚拟机要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，填充数据不是必须存在的，仅仅是为了字节对齐，这部分内存按照8字节补充对齐。

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