|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Object Header (128 bits) |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Mark Word (64 bits) | Klass Word (64 bits) |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| unused:25 | identity_hashcode:31 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | OOP to metadata object |无锁|----------------------------------------------------------------------|--------|------------------------------|
| thread:54 | epoch:2 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | OOP to metadata object |偏向锁|----------------------------------------------------------------------|--------|------------------------------|
| ptr_to_lock_record:62 | lock:2 | OOP to metadata object |轻量锁|----------------------------------------------------------------------|--------|------------------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor:62 | lock:2 | OOP to metadata object |重量锁|----------------------------------------------------------------------|--------|------------------------------|
| | lock:2 | OOP to metadata object |GC|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

简单介绍一下各部分的含义

lock:  锁状态标记位,该标记的值不同,整个mark word表示的含义不同。

biased_lock:偏向锁标记,为1时表示对象启用偏向锁,为0时表示对象没有偏向锁。

java 打印对象类 java打印对象内容_java 打印对象类

age:Java GC标记位对象年龄。

identity_hashcode:对象标识Hash码,采用延迟加载技术。当对象使用HashCode()计算后,并会将结果写到该对象头中。当对象被锁定时,该值会移动到线程Monitor中。

thread:持有偏向锁的线程ID和其他信息。这个线程ID并不是JVM分配的线程ID号,和Java Thread中的ID是两个概念。

epoch:偏向时间戳。

ptr_to_lock_record:指向栈中锁记录的指针。

ptr_to_heavyweight_monitor:指向线程Monitor的指针。

使用JOL工具类,打印对象头

使用maven的方式,添加jol依赖

org.openjdk.jol

jol-core

0.8

创建一个对象A

public classA {boolean flag = false;
}
使用jol工具类输出A对象的对象头
public static voidmain(String[] args){
A a= newA();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}

看看输出结果

java 打印对象类 java打印对象内容_System_02

输出的第一行内容和锁状态内容对应

unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2

0           0000             0                01     代表A对象正处于无锁状态

第三行中表示的是被指针压缩为32位的klass pointer

第四行则是我们创建的A对象属性信息 1字节的boolean值

第五行则代表了对象的对齐字段 为了凑齐64位的对象,对齐字段占用了3个字节,24bit

偏向锁

public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
Thread.sleep(5000);
A a= newA();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}

输出结果

java 打印对象类 java打印对象内容_sed_03

刚开始使用这段代码我是震惊的,为什么睡眠了5s中就把活生生的A对象由无锁状态改变成为偏向锁了呢?别急,容我慢慢道来!

JVM启动时会进行一系列的复杂活动,比如装载配置,系统类初始化等等。在这个过程中会使用大量synchronized关键字对对象加锁,且这些锁大多数都不是偏向锁。为了减少初始化时间,JVM默认延时加载偏向锁。这个延时的时间大概为4s左右,具体时间因机器而异。当然我们也可以设置JVM参数 -XX:BiasedLockingStartupDelay=0 来取消延时加载偏向锁。

可能你又要问了,我这也没使用synchronized关键字呀,那不也应该是无锁么?怎么会是偏向锁呢?

仔细看一下偏向锁的组成,对照输出结果红色划线位置,你会发现占用 thread 和 epoch 的 位置的均为0,说明当前偏向锁并没有偏向任何线程。此时这个偏向锁正处于可偏向状态,准备好进行偏向了!你也可以理解为此时的偏向锁是一个特殊状态的无锁。

java 打印对象类 java打印对象内容_sed_04

大家可以看下面这张图理解一下对象头的状态的创建过程

java 打印对象类 java打印对象内容_无锁_05

再来看看这段代码,使用了synchronized关键字

public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
Thread.sleep(5000);
A a= newA();synchronized(a){
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}
}

此时对象a,对象头内容有了明显的变化,当前偏向锁偏向主线程。

java 打印对象类 java打印对象内容_java 打印对象类_06

轻量级锁

public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread.sleep(5000);
A a = new A();
Thread thread1= new Thread(){
@Override
public void run() {
synchronized (a){
System.out.println("thread1 locking");
out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable()); //偏向锁
}
}
};
thread1.start();
thread1.join();
Thread.sleep(10000);
synchronized (a){
out.println("main locking");
out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());//轻量锁
}
}

thread1中依旧输出偏向锁,主线程获取对象A时,thread1虽然已经退出同步代码块,但主线程和thread1仍然为锁的交替竞争关系。故此时主线程输出结果为轻量级锁。

java 打印对象类 java打印对象内容_无锁_07

重量级锁

public static void main(String[] args) throwsInterruptedException {
Thread.sleep(5000);
A a= newA();
Thread thread1= newThread(){
@Overridepublic voidrun() {synchronized(a){
System.out.println("thread1 locking");
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());try{//让线程晚点儿死亡,造成锁的竞争
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
Thread thread2= newThread(){
@Overridepublic voidrun() {synchronized(a){
System.out.println("thread2 locking");
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());try{
Thread.sleep(2000);
}catch(InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
};
thread1.start();
thread2.start();
}

thread1 和 thread2 同时竞争对象a,此时输出结果为重量级锁

java 打印对象类 java打印对象内容_System_08