漲姿式啦！Java程序員裝X必備詞彙之對象標記Mark Word！

寫在前面

若是你已經知道什麼是Mark Word，那我也但願你都好好閱讀下本篇文章，由於你有可能發現不同的切入點來幫助你更加深刻的瞭解Mark Word，這對你來講是個很好的鞏固所學知識的機會，同時也是一場技術交流，一個有逼格的程序員應該不會錯過這樣的機會吧！
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若是你還不知道什麼是Mark Word，那你更要好好閱讀本篇文章了，由於Mark Word不只是一個可讓你用來裝X的詞彙，實際上它是一個很是重要的概念，很是重要的知識點，對你學習Java中的各類鎖是很是有必要的，也能夠說是必須的，而爲何要閱讀本篇文章嘞？
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由於，慶哥的文章，接地氣啊，通俗易懂，那咱就一塊兒搞起吧！

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先來看下Mark Word

Mark Word是啥？翻譯過來就是對象標記，先經過代碼讓你直觀看下Mark Word究竟是個什麼東東，來看下面代碼：

class OneClass{

}

這是啥？一個很是很是簡單的類，啥也沒有，就是聲明瞭一個類對吧，好，看接下來的操做：

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new OneClass()).toPrintable());
}

這是啥？先來看看打印出來的是些個啥？

看得懂嗎？紅框中的就是對象標記Mark Word了，那今天這篇文章的目的就是讓你讀懂上面這張圖究竟是個啥？以及有哪些重要的信息！
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事先聲明，今天的文章，乾貨比較多，看起來有點費勁，請先作好準備！
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開幹！
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從對象實例開始講起

什麼是對象實例呢？說的簡單點，咱們new出來的東西就是一個對象實例，也就是日常說的什麼實例化，就是你建立出來的那個在堆裏面的實例對象，ok，這個概念相信你們都懂，不贅述，接下來你就有可能不知道了，你說對於一個對象實例，它有哪幾部分組成呢？
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1. 對象頭
2. 實例數據
3. 對齊填充

這些都是啥？這裏咱們能夠類比下咱們的人，一個對象實例就比如是一個完整的人，拿你本身來類比就行，這裏咱們拿你本身來類比，這個對象頭就是你的大腦啦，而後實例數據就比如的身體，而對齊填充就比如你的腳，畫個圖大概就是這樣的：

這裏可能這個對齊填充你們不是很好理解，什麼意思呢？就好比說你要參加一個面試，可是人家硬性要求一米八，可是你就是一米七八，咋辦，鞋墊子拯救你啊，懂我意思吧。 那這個對齊填充也是這麼回事，對齊填充要求一個對象實例的大小必須是8個字節的倍數，那你不夠了的話，對齊填充起做用給你整到8字節的倍數，懂了吧！

如今咱們知道了，一個對象實例包括對象頭，實例數據和對齊填充，其實更詳細的還有以下劃分，看圖：

什麼意思呢？就是你得知道這麼一回事，對於對象頭來講，它是分爲兩部分的，一是對象標記，也就是今天要注重說的Mark Word，還有一個就是Class Pointer類型指針了，我們的重點是Mark Word！
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實例數據和對齊填充

這裏先給你們簡單說說什麼是實例數據，幫助你們有個直觀的認識！
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什麼叫作實例數據呢？寫一個簡單的代碼來舉例說明：

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咱們這裏定義了一個超級簡單的Person類，裏面啥也沒有，這個時候咱們去實例化一個Person對象，也就是這樣：

這個時候你知道咱們這個對象有多大嗎？實際上目前它就佔16個字節，也就是對象頭中的Mark Word和類型指針，說白了就是，你剛開始建立一個空蕩蕩的Java對象，起初裏面是隻有對象頭的，也就是組成對象頭的對象標記Mark Word佔8個字節，類型指針佔8個字節（存在指針壓縮的話就只有4個字節，會對齊填充4個字節），一共16個字節，若是這個時候咱們再添加一點代碼，好比這樣：

咱們給Person類增長了一個屬性，咱們知道int佔四個字節，加上對象頭的16個字節，此時一共20個字節，可是一個對象的大小要是8字節的倍數，那目前20字節，因此須要到24字節才符合條件，此時就須要對齊填充4個字節，最終湊成24個字節，這個Person類中的一些東西（好比這裏定義的int）就是實例數據了，另外想必這下你也更清楚什麼是對齊填充了吧！

ok，到了這裏，什麼是實例數據，什麼是對齊填充，是否是比較清晰了？固然若是你目前理解的還不是很透徹也不要緊，只有一個大體知道是怎麼回事就ok啦！
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類型指針是什麼

這是個啥意思呢？咱們來看，好比咱們建立一個Person對象，咱們通常怎麼寫，是否是這樣：

Person p = new Person()

別看這一行簡單的代碼，你得分清楚幾個概念了，首先就是new person()，這個你們最熟悉，就是建立一個新的對象，在哪，是在堆中建立吧，而後就是這個p了，它是啥，這個是對象引用，存儲在哪，知道吧，這個是在棧內存，那麼這個Person呢？是否是不少人就不太清楚了呢？

記住了，這個Person能夠理解成一個模板，就比如人類，而後後面new Person()生產出具體的某我的，而這個Person就是個生產出這我的的模具，最重要的要知道，這個Person存在哪裏，它是在方法區的，結合上面說的對象標記，來看一張圖：
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必定要注意這個Person的位置在哪裏！它是存在方法區的，這個是java虛擬機的知識了，先做簡單瞭解便可！
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而這裏的類型指針，就是指向這個Person類的指針了！那麼關於什麼是類型指針，你是否也有一個簡單的認識了？再也不是一個陌生的詞彙了吧！
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這就ok啦，我們繼續，重難點還在後面嘞！
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詳解Mark Word

對於一個Java對象來講，對象頭是極其重要的，對象頭主要有對象標記和類型指針兩部分組成，接下來須要重點看下對象標記，也就是Mark Word，下面是針對64位JVM（那也就是說還有32位的，考慮到如今基本都是64的了，32的直接pass掉）的Mark Word來講的，它的組成是這樣的：

第一次看到這張圖會以爲比較懵，沒事，很正常，我剛開始學習也是這樣，彆着急，通過下面的一步步的分析，你就會清晰不少！首先記住，上圖表示的就是一個Mark Word的內部是啥樣的！咱們以前不是說了嘛，對象標記Mark Word是佔8字節的，那也就是64bit，那這64bit都是存儲的啥，上面這種圖就給出了答案，你看這裏：
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一個Mark Word就是8字節64位，裏面存儲了啥，就得看上面這張圖，有內味兒了吧，上面這張圖是否是稍微熟悉了一點點，那如今你應該知道這麼些東西：
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一個Java對象由對象頭，實例數據和對齊填充組成，其中對象頭是極其重要的，對象頭是由對象標記Mark Word和類型指針組成，其中又以Mark Word最重要，對於Mark Word它佔8個字節也就是64位！

ok，以上內容都清楚吧！那咱就繼續！
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接下來咱就以鎖這個切入點去詳細的看看這個Mark Word！
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咱們都知道在併發狀況下也就是要解決線程安全的話要加鎖，其實這個加鎖就是對對象加鎖，那如何去判斷或者說知道這個對象加鎖了沒有或者加的什麼鎖，這些個信息其實就保存在對象頭中的Mark Word中，上面這張圖就是關於一個Mark Word的具體結構，能夠看出，一個Java對象其實在不一樣的狀態下，它是不同的，主要是有不一樣的鎖，好比沒有鎖，輕量級鎖，還有什麼偏向鎖，重量級鎖等等，不一樣的鎖，在Mark Word中就會有不一樣的狀態標記。
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JOL的引入

只看這些，實際上是比較晦澀難懂的，接下來須要結合代碼來看下：
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這就是一個空類，啥也沒有，要怎麼看這個對象標記Mark Word呢？這裏咱們須要加入一個依賴，也就是你的Java項目是個maven項目，能夠引入pom依賴，而後添加如下依賴：

<dependency>
  <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
  <artifactId>jol-core</artifactId>
  <version>0.10</version>
</dependency>

這個依賴是幹嗎的呢？這是一個代碼工具叫作JOL，也就是Java Object Layout，主要就是用來分析java虛擬機中的對象佈局的，也就是在java對象在虛擬機中的大小和分佈，ok，接下來加入上述這個依賴以後咱們就能夠這樣操做，看代碼：
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這樣咱們就能夠看出使用虛擬機的一些狀況，看打印輸出：

接着咱們就來看下咱們建立的那個空類是怎樣的一個狀況，能夠這樣操做：

MyClass myClass = new MyClass();
//打印出相關的對象頭信息
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(myClass).toPrintable());

得出如下內容：

OK了，相關信息打印出來了，記住這是myclass的相關內部信息，那這些都是啥呢？看上面的圖，是否是有個「Object header」啥意思？不就是對象頭嘛，而後咱們來看這裏：
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這是啥？主要就是來看咱們的一個空對象佔多大空間，以前也說了，對象頭包括對象標記8字節和類型指針8字節，咱們先來看對象標記，是否是這個：
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也就是起始位置是0，而後前進4個字節，此時的起始位置就變成了4，接着再前進4個字節，那此時起始位置就成了8，此時對象標記就佔8個字節，這沒啥問題，接着咱們看，起始位置是8，而後繼續前進4字節，到達12的時候，其實此時類型指針就結束了，也就是8到12，類型指針就佔了4字節，看這句話：

也就是此時這個對象就佔據12個字節，但是不是說佔據16個字節纔對嗎？咱們知道java對象所佔大小須要是8字節的整數倍，那爲了知足這塊，就又對齊填充了4字節，最終達到16字節 。
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爲何會這樣？實際上是由於這裏發生了指針壓縮，在說這個指針壓縮以前，須要明白這樣的一東西：

咱們經過代碼來講下：

咱們在空類中加入一個char類型，再看下結果：
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接着咱們再看一個：

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我就問此時你說會進行對齊填充幾個字節？思考一下：
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爲何是6，必定要想明白了，記住8的倍數哦！對了，一個對象有多大，記得能夠看這裏：
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指針壓縮

接着咱們再說以前指針壓縮的問題，也就是類型指針是佔8個字節的，但是實際上只佔了4個字節，這就是指針壓縮的問題，這裏咱們須要這麼一個jvm參數，就是它：

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

咱們執行看下：

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也就是默認開啓了指針壓縮，因此咱們的類型指針才變成了4字節，接着咱們能夠把這個指針壓縮給關閉掉，能夠這樣操做：

再看：

此時就正確啦，就是對象標記佔8個字節，類型指針也佔8個字節，也就是對象頭16個字節。
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咱們以前說過，一個java對象包括對象頭，實例數據和對齊填充，通過咱們上面的講解，而後在看下面一張圖，我相信你能夠秒懂：

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有沒有一種豁然開朗的感受？到了這裏就須要分析最後一波，就是value值了，也就是這部分值（注意咱們重點在Mark Word的value值上）：
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value值分析

那這裏須要再看看一下這張很是重要的圖了：

而後再來看咱們這裏建立的類：

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這就是一個普通的類，沒有加鎖，也就是最普通的無鎖，咱們再看它的對象結構是啥：
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咱們主要來看value這部分，這裏咱們仍然須要對照Mark Word的結構來看，這裏是無鎖結構，因此咱們須要看的是這裏：
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注意重點等下咱們須要看下這個鎖標誌位，而後下面看一個對照圖：

一張圖理解Mark Word

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要仔細看這張圖了，懂了這個，基本上你就掌握了Mark Word！爲了讓你更加的清晰，再給你來一張圖：

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總結

對於一個Java對象而言，Mark Word是至關重要的，並且它是你後續學習併發編程，研究Java中的各類鎖須要必會的知識，剛開始可能以爲是個新奇陌生的詞彙，可是等你慢慢的去接觸它。瞭解它，你會發現它真的能幫你解決不少看起來很難的知識，會讓你以爲那些看起來很高大上的東西，原來是這麼回事啊，好比偏向鎖，輕量級鎖什麼的，總之，做爲一個Java程序員，Mark Word是你須要要掌握的！
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固然，因爲我的水平有限，本片描述可能存在有誤的地方，煩請指正，你們共同窗習，一塊兒進步！​