1、Java 对象头
以 32 位虚拟机为例
普通对象
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| Object Header (64 bits) |
|------------------------------------|-------------------------|
| Mark Word (32 bits) | klass Word (32 bits) |
|------------------------------------|-------------------------|数组对象
|---------------------------------------------------------------------------------|
| Object Header (96 bits) |
|--------------------------------|-----------------------|------------------------|
| Mark Word(32bits) | Klass Word(32bits) | array length(32bits) |
|--------------------------------|-----------------------|------------------------|其中 Mark Word 结构为
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| Mark Word (32 bits) | State |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| hashcode:25 | age:4 | biased_lock:0 | 01 | Normal |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| thread:23 | epoch:2 | age:4 | biased_lock:1 | 01 | Biased |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_lock_record:30 | 00 | Lightweight Locked |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor:30 | 10 | Heavyweight Locked |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| | 11 | Marked for GC |
|-------------------------------------------------------|--------------------|64 位虚拟机 Mark Word
|--------------------------------------------------------------------|--------------------|
| Mark Word (64 bits) | State |
|--------------------------------------------------------------------|--------------------|
| unused:25 | hashcode:31 | unused:1 | age:4 | biased_lock:0 | 01 | Normal |
|--------------------------------------------------------------------|--------------------|
| thread:54 | epoch:2 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | 01 | Biased |
|--------------------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_lock_record:62 | 00 | Lightweight Locked |
|--------------------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor:62 | 10 | Heavyweight Locked |
|--------------------------------------------------------------------|--------------------|
| | 11 | Marked for GC |
|--------------------------------------------------------------------|--------------------|参考资料
jvm - What is in Java object header? - Stack Overflow
2、Monitor 原理
Monitor 被翻译为监视器或管程
每个 Java 对象都可以关联一个 Monitor 对象，如果使用 synchronized 给对象上锁（重量级）之后，该对象头的 Mark Word 中就被设置指向 Monitor 对象的指针
Monitor 结构如下
-
刚开始 Monitor 中 Owner 为 null
-
当 Thread-2 执行 synchronized(obj) 就会将 Monitor 的所有者 Owner 置为 Thread-2，Monitor中只能有一个 Owner
-
在 Thread-2 上锁的过程中，如果 Thread-3，Thread-4，Thread-5 也来执行 synchronized(obj)，就会进入 EntryList BLOCKED
-
Thread-2 执行完同步代码块的内容，然后唤醒 EntryList（阻塞队列） 中等待的线程来竞争锁，竞争是非公平的
-
图中 WaitSet 中的 Thread-0，Thread-1 是之前获得过锁，但条件不满足进入 WAITING 状态的线程，后面讲 wait-notify 时会分析
注意：
synchronized 必须是进入同一个对象的 monitor 才有上述的效果
不加 synchronized 的对象不会关联监视器，不遵从以上规则
3、synchronized 原理
static final Object lock = new Object();
static int counter = 0;
public static void main(String[] args) {synchronized (lock) {counter++;}
}对应的字节码为
public static void main(java.lang.String[]);descriptor: ([Ljava/lang/String;)Vflags: ACC_PUBLIC, ACC_STATICCode:stack=2, locals=3, args_size=10: getstatic #2 // <- lock引用 （synchronized开始）3: dup // 复制一份引用4: astore_1 // lock引用 -> slot 15: monitorenter // 将 lock对象 MarkWord 置为 Monitor 指针6: getstatic #3 // <- i9: iconst_1 // 准备常数 110: iadd // +111: putstatic #3 // -> i14: aload_1 // <- lock引用15: monitorexit // 将 lock对象 MarkWord 重置, 唤醒 EntryList16: goto 24 // 19-23 为异常处理19: astore_2 // e -> slot 2 20: aload_1 // <- lock引用21: monitorexit // 将 lock对象 MarkWord 重置, 唤醒 EntryList22: aload_2 // <- slot 2 (e)23: athrow // throw e24: returnException table: // 异常检测from to target type6 16 19 any // 6-16 行出现异常 目标为19行19 22 19 any // 19-22 行出现异常 目标为19行LineNumberTable:line 8: 0line 9: 6line 10: 14line 11: 24LocalVariableTable:Start Length Slot Name Signature0 25 0 args [Ljava/lang/String;StackMapTable: number_of_entries = 2frame_type = 255 /* full_frame */offset_delta = 19locals = [ class "[Ljava/lang/String;", class java/lang/Object ]stack = [ class java/lang/Throwable ]frame_type = 250 /* chop */offset_delta = 4注意
方法级别的 synchronized 不会在字节码指令中有所体现
