java 内存对齐向量指令 java 对象内存布局

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mob6454cc6658d1 2023-07-17 15:38:45

文章标签 java 内存对齐向量指令 java分块布局 JVM sed 对象指针 文章分类 Java 后端开发

环境: 本机为64位操作系统。jdk 1.8

一、对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头(Header)，实例数据(Instance Data)，对齐填充(Padding)。

二、我们可以通过maven工程引用对应的 jol-core jar包。将对应的内存分布打印出来做相应的研究。

我这里写勒一个类:User，4个字段占用 4*4 byte =16 byte 共16字节 (实例数据占用16字节)

java 内存对齐向量指令 java 对象内存布局_java 内存对齐向量指令

ObjectHeader类的打印对象的整体分布：主要代码如下：

System.out.println(ClassLayout.parseInstance(user).instanceSize());

System.out.println(ClassLayout.parseInstance(user).toPrintable());

java 内存对齐向量指令 java 对象内存布局_JVM_02

产生结果：

java 内存对齐向量指令 java 对象内存布局_sed_03

上图中：可以看到，对象在内存中分为3块区域。对齐填充在JVM中定义为 8byte 的整数倍。所以 28 % 8 =4 所以需要padding 4 byte 。

Header包含如下内容：主要由 Mark World (8byte)+ Class Pointer(4byte) (类型指针)

1. Mark World 根据对象 lock 标记的状态不同 , 所存储的内容也会发生改变. 具体如下图.

|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| Mark Word (64 bits) | State |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| unused:25 | identity_hashcode:31 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | Normal |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| thread:54 | epoch:2 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | Biased |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_lock_record:62 | lock:2 | Lightweight Locked |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor:62 | lock:2 | Heavyweight Locked |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| | lock:2 | Marked for GC |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
biased_lock
lock
状态
0
01
无锁
1
01
偏向锁
0
00
轻量级锁
0
10
重量级锁
0
11

GC标记

lock:2位的锁状态标记位，由于希望用尽可能少的二进制位表示尽可能多的信息，所以设置了lock标记。该标记的值不同，整个mark word表示的含义不同。 biased_lock：对象是否启用偏向锁标记，只占1个二进制位。为1时表示对象启用偏向锁，为0时表示对象没有偏向锁。

age：4位的Java对象年龄。在GC中，如果对象在Survivor区复制一次，年龄增加1。当对象达到设定的阈值时，将会晋升到老年代。默认情况下，并行GC的年龄阈值为15，并发GC的年龄阈值为6。由于age只有4位，所以最大值为15，这就是-XX:MaxTenuringThreshold选项最大值为15的原因。

identity_hashcode：25位的对象标识Hash码，采用延迟加载技术。调用方法System.identityHashCode()计算，并会将结果写到该对象头中。当对象被锁定时，该值会移动到管程Monitor中。

thread：持有偏向锁的线程ID。

epoch：偏向时间戳。

ptr_to_lock_record：指向栈中锁记录的指针。

ptr_to_heavyweight_monitor：指向管程Monitor的指针。

2. Class Pointer (类型指针) 这一部分用于存储对象的类型指针，该指针指向它的类元数据，JVM通过这个指针确定对象是哪个类的实例。该指针的位长度为JVM的一个字大小，即32位的JVM为32位，64位的JVM为64位。

如果应用的对象过多，使用64位的指针将浪费大量内存，统计而言，64位的JVM将会比32位的JVM多耗费50%的内存。为了节约内存可以使用选项+UseCompressedOops开启指针压缩，其中，oop即ordinary object pointer普通对象指针。开启该选项后，下列指针将压缩至32位：

每个Class的属性指针(即静态变量)

每个对象的属性指针(即对象变量)

普通对象数组的每个元素指针

上例证：

禁用指针压缩： -XX:-UseCompressedOops

java 内存对齐向量指令 java 对象内存布局_java分块布局_04