Java对象头的内存布局探究
本章节主要来验证下是否开启压缩指针对对象头内存布局的影响，因为在其他地方看到的结论不一样，还是得眼见为实。先看下JVM版本以及默认启动参数：
~❯ java -XX:+PrintCommandLineFlags -version -XX:G1ConcRefinementThreads=4 -XX:GCDrainStackTargetSize=64 -XX:InitialHeapSize=268435456 -XX:MaxHeapSize=4294967296 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:ReservedCodeCacheSize=251658240 -XX:+SegmentedCodeCache -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseG1GC java version "11.0.1" 2018-10-16 LTS Java(TM) SE Runtime Environment 18.9 (build 11.0.1+13-LTS) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 18.9 (build 11.0.1+13-LTS, mixed mode)
由 -XX:+UseCompressedClassPointers
可见，默认是开启压缩指针的。下面先引入一个依赖，用于查看对象内存布局：
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jol</groupId>
<artifactId>jol-core</artifactId>
<version>0.10</version>
</dependency>
开启压缩指针（默认）情况
public class User{
int i;
}
public class CompressedLayout{
public static void main(String[] args){
User o = new User();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
}
}
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
4 4 (object header) 00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
8 4 (object header) 48 02 06 00 (01001000 00000010 00000110 00000000) (393800)
12 4 int User.i 0
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total
由结果可以看出，对象一共占用16个字节，头部占12个字节。组成结构如下：
- Header：8字节Mark World + 4字节Class类型指针
- 实例数据：4字节的int类型成员变量
未开启压缩指针情况
/**
* vm args: -XX:-UseCompressedClassPointers
*
*/
public class UnCompressedLayout{
public static void main(String[] args){
User o = new User();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
}
}
cn.didadu.sample.jvm.objLayout.User object internals:
OFFSET SIZE TYPE DESCRIPTION VALUE
0 4 (object header) 05 00 00 00 (00000101 00000000 00000000 00000000) (5)
4 4 (object header) 00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
8 4 (object header) 28 99 20 26 (00101000 10011001 00100000 00100110) (639670568)
12 4 (object header) 01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
16 4 int User.i 0
20 4 (loss due to the next object alignment)
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
由结果可以看出，对象一共占用24个字节，头部占16字节。组成结构如下：
- Header：8字节Mark World + 8字节Class类型指针
- 实例数据：4字节的int类型成员变量
- 对其填充：4字节，由于HotSpot虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说就是任何对象的大小都必须是8字节的整数倍。所以对象内存布局中有了对其填充这一项。
由上面两个结果可以看出是否开启压缩指针，直接影响的是对象头部的大小，更具体的说是指向Class的类型指针那一部分。开启压缩时占4字节，未开启压缩时占8字节（64位的虚拟机）。
Mark World布局
顺便来看下Header的前8个字节Mark World区域，这8个字节存储了对象哈希码、对象分代年龄、锁状态等。根据最后一个字节的标志位，Mark World一共有5种表现形式，下面以64位的形式来看下这5种的布局情况：
-
正常对象，无锁，这是新建对象的Mark World
| 25位未使用 | 31位HashCode（调用对象的hashCode后写入） | 1位未使用 | 4位age（所以age最大值为15） | 1位偏向锁标记（此处为0，表示不是偏向锁） | 2位锁状态（此处为01，结合前面1位表示未锁定） |
-
偏向锁对象的Mark World
| 54位线程ID | 2位epoch（偏向的时间戳） | 1位未使用 | 4位age（所以age最大值为15） | 1位偏向锁标记（此处为1，表示是偏向锁） | 2位锁状态（此处为01，结合前面1位表示可偏向） |
-
轻量锁的Mark World
| 62位指针，指向线程栈帧中的锁记录 | 2位锁标识（此处为00，表示轻量级锁定） |
-
重量级锁的Mark World
| 62位指针，指向关联的监视器对象 | 2位锁标识（此处为10，表示膨胀为重量级锁） |
-
被GC标记过的Mark World
| 62位空 | 2位状态标识（此处为11，表示被GC标记） |
本章节简单地验证了下对象头的内存布局，就到这儿了。
正文到此结束
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版本号是多少，你可以下载哪个代码仓库，jdk选1.8 直接跑就行
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