在HotSpot虛擬機(jī)里，對(duì)象在堆內(nèi)存中的存儲(chǔ)布局可以劃分為三個(gè)部分：

對(duì)象頭（Header）

實(shí)例數(shù)據(jù)（Instance Data）

對(duì)齊填充（Padding）。

對(duì)象頭

HotSpot虛擬機(jī)(后面沒(méi)有說(shuō)明的話默認(rèn)是這個(gè)虛擬機(jī))對(duì)象頭包括三部分:

1. Mark Word
2. 指向類的指針
3. 數(shù)組長(zhǎng)度（只有數(shù)組對(duì)象才有）

對(duì)象頭之Mark Word

Mark Word記錄了對(duì)象和鎖有關(guān)的信息，當(dāng)這個(gè)對(duì)象被synchronized關(guān)鍵字當(dāng)成同步鎖時(shí)，圍繞這個(gè)鎖的一系列操作都和Mark Word有關(guān)。

Mark Word在32位JVM中的長(zhǎng)度是32bit，在64位JVM中長(zhǎng)度是64bit。

Mark Word在不同的鎖狀態(tài)下存儲(chǔ)的內(nèi)容不同，在32位JVM中是這么存的:

一共32位,兩位用來(lái)記錄鎖的信息,1位用來(lái)記錄是否是偏向鎖,如果偏向鎖是1的話,那么會(huì)分配23位來(lái)記錄偏向的線程id,當(dāng)計(jì)算過(guò)Hash后,意味著會(huì)分配25bit來(lái)記錄HashCode,那么久沒(méi)有空間用來(lái)記錄偏向鎖的線程ID了,所以計(jì)算過(guò)HashCode后就沒(méi)法再進(jìn)入偏向鎖。如果進(jìn)入輕量級(jí)鎖或者重量級(jí)鎖,意味著會(huì)用30bit指向指針,那么此時(shí)對(duì)象頭中就只有兩種信息,鎖標(biāo)志、指向鎖的指針。

其中無(wú)鎖和偏向鎖的鎖標(biāo)志位都是01，只是在前面的1bit區(qū)分了這是無(wú)鎖狀態(tài)還是偏向鎖狀態(tài)。

JDK1.6以后的版本在處理同步鎖時(shí)存在鎖升級(jí)的概念，JVM對(duì)于同步鎖的處理是從偏向鎖開(kāi)始的，隨著競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，處理方式從偏向鎖升級(jí)到輕量級(jí)鎖，最終升級(jí)到重量級(jí)鎖。

結(jié)合Mark Word分析鎖升級(jí)的流程：

1，當(dāng)沒(méi)有被當(dāng)成鎖時(shí)，這就是一個(gè)普通的對(duì)象，Mark Word記錄對(duì)象的HashCode，鎖標(biāo)志位是01，是否偏向鎖那一位是0(0則false , 1 則true)。

2，當(dāng)對(duì)象被當(dāng)做同步鎖并有一個(gè)線程A搶到了鎖時(shí)，鎖標(biāo)志位還是01，但是否偏向鎖那一位改成1，前23bit記錄搶到鎖的線程id，表示進(jìn)入偏向鎖狀態(tài)。

3，當(dāng)線程A再次試圖來(lái)獲得鎖時(shí)，JVM發(fā)現(xiàn)同步鎖對(duì)象的標(biāo)志位是01，是否偏向鎖是1，也就是偏向狀態(tài)，Mark Word中記錄的線程id就是線程A自己的id，表示線程A已經(jīng)獲得了這個(gè)偏向鎖，可以執(zhí)行同步鎖的代碼。

4，當(dāng)線程B試圖獲得這個(gè)鎖時(shí)，JVM發(fā)現(xiàn)同步鎖處于偏向狀態(tài)，但是Mark Word中的線程id記錄的不是B，那么線程B會(huì)先用CAS操作試圖獲得鎖，這里的獲得鎖操作是有可能成功的，因?yàn)榫€程A一般不會(huì)自動(dòng)釋放偏向鎖。如果搶鎖成功，就把Mark Word里的線程id改為線程B的id，代表線程B獲得了這個(gè)偏向鎖，可以執(zhí)行同步鎖代碼。如果搶鎖失敗，則繼續(xù)執(zhí)行步驟5。

5，偏向鎖狀態(tài)搶鎖失敗，代表當(dāng)前鎖有一定的競(jìng)爭(zhēng)，偏向鎖將升級(jí)為輕量級(jí)鎖。JVM會(huì)在當(dāng)前線程的線程棧中開(kāi)辟一塊單獨(dú)的空間，里面保存指向?qū)ο箧iMark Word的副本，同時(shí)在對(duì)象鎖Mark Word中保存指向這片空間的指針。上述兩個(gè)保存操作都是CAS操作，如果保存成功，代表線程搶到了同步鎖，就把Mark Word中的鎖標(biāo)志位改成00，可以執(zhí)行同步鎖代碼。如果保存失敗，表示搶鎖失敗，競(jìng)爭(zhēng)太激烈，繼續(xù)執(zhí)行步驟6。

6，輕量級(jí)鎖搶鎖失敗，JVM會(huì)使用自旋鎖，自旋鎖不是一個(gè)鎖狀態(tài)，只是代表不斷的重試，嘗試搶鎖。從JDK1.7開(kāi)始，自旋鎖默認(rèn)啟用，自旋次數(shù)由JVM決定。如果搶鎖成功則執(zhí)行同步鎖代碼，如果失敗則繼續(xù)執(zhí)行步驟7。

7，自旋鎖重試之后如果搶鎖依然失敗，同步鎖會(huì)升級(jí)至重量級(jí)鎖，鎖標(biāo)志位改為10。在這個(gè)狀態(tài)下，未搶到鎖的線程都會(huì)被阻塞。

對(duì)象頭之指向類的指針

該指針在32位JVM中的長(zhǎng)度是32bit，在64位JVM中長(zhǎng)度是64bit。

Java對(duì)象的類數(shù)據(jù)保存在方法區(qū)。 并不是所有的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)都必須在對(duì)象數(shù)據(jù)上保留類型指針，換句話說(shuō)，查找對(duì)象的元數(shù)據(jù)信息并不一定要經(jīng)過(guò)對(duì)象本身。

對(duì)象頭之?dāng)?shù)組長(zhǎng)度

如果對(duì)象是一個(gè)Java數(shù)組，那在對(duì)象頭中還必須有一塊用于記錄數(shù)組長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，因?yàn)樘摂M機(jī)可以通過(guò)普通Java對(duì)象的元數(shù)據(jù)信息確定Java對(duì)象的大小，但是如果數(shù)組的長(zhǎng)度是不確定的，將無(wú)法通過(guò)元數(shù)據(jù)中的信息推斷出數(shù)組的大小。

只有數(shù)組對(duì)象保存了這部分?jǐn)?shù)據(jù), 該數(shù)據(jù)在32位和64位JVM中長(zhǎng)度都是32bit。

實(shí)例數(shù)據(jù)

實(shí)例數(shù)據(jù)部分是對(duì)象真正存儲(chǔ)的有效信息，即我們?cè)诔绦虼a里面所定義的各種類型的字段內(nèi)容，無(wú)論是從父類繼承下來(lái)的，還是在子類中定義的字段都必須記錄起來(lái)。這部分的存儲(chǔ)順序會(huì)受到虛擬機(jī)分配策略參數(shù)（-XX：FieldsAllocationStyle參數(shù)）和字段在Java源碼中定義順序的影響。HotSpot虛擬機(jī)默認(rèn)的分配順序?yàn)?code>longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops（OrdinaryObject Pointers，OOPs），從以上默認(rèn)的分配策略中可以看到，相同寬度的字段總是被分配到一起存放，在滿足這個(gè)前提條件的情況下，在父類中定義的變量會(huì)出現(xiàn)在子類之前。如果HotSpot虛擬機(jī)的+XX：CompactFields參數(shù)值為true（默認(rèn)就為true），那子類之中較窄的變量也允許插入父類變量的空隙之中，以節(jié)省出一點(diǎn)點(diǎn)空間。

對(duì)齊填充

這并不是必然存在的，也沒(méi)有特別的含義，它僅僅起著占位符的作用。由于HotSpot虛擬機(jī)的自動(dòng)內(nèi)存管理系統(tǒng)要求對(duì)象起始地址必須是8字節(jié)的整數(shù)倍，換句話說(shuō)就是任何對(duì)象的大小都必須是8字節(jié)的整數(shù)倍。對(duì)象頭部分已經(jīng)被精心設(shè)計(jì)成正好是8字節(jié)的倍數(shù)（1倍或者2倍），因此，如果對(duì)象實(shí)例數(shù)據(jù)部分沒(méi)有對(duì)齊的話，就需要通過(guò)對(duì)齊填充來(lái)補(bǔ)全。

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