使用JOL观测默认偏向锁

一、对象头

对象头有2个部分构成，一个是MarkWord，一个是KlassPoint。MarkWord记录对象的锁状态、分代年龄等对象信息。以下为64bitJVM的对象头MarkWord信息：
具体关于对象内存布局信息的知识，可以参见：Java对象的内存布局
本文主要介绍如何使用JOL去观察
在这里插入图片描述

二、使用Maven导入JOL相关Jar包

pom.xml

        <dependency>
            <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
            <artifactId>jol-core</artifactId>
            <version>0.9</version>
        </dependency>

测试：

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        Integer i = Integer.valueOf(5);
        log.debug(ClassLayout.parseInstance(i).toPrintable());
    }

输出：

10:33:17.678 c.TestBiased [main] - java.lang.Integer object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           ae 22 00 20 (10101110 00100010 00000000 00100000) (536879790)
     12     4    int Integer.value                             5
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 0 bytes external = 0 bytes total

常用方法：
（1）查看对象内部信息： ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()

（2）查看对象外部信息：包括引用的对象：GraphLayout.parseInstance(obj).toPrintable()

（3）查看对象占用空间总大小：GraphLayout.parseInstance(obj).totalSize()

三、观察分析

1. 对象头格式

如果开启了偏向锁（默认开启），那么对象创建后，markword 值为 0x05 即最后 3 位为 101，这时它的
thread、epoch、age 都为 0
在这里插入图片描述

2. 测试观察

因为偏向锁是默认是延迟的，不会在程序启动时立即生效，如果想避免延迟，可以加 VM 参数 -XX:BiasedLockingStartupDelay=0 来禁用延迟
如果没有开启偏向锁，那么对象创建后，markword 值为 0x01 即最后 3 位为 001，这时它的 hashcode、age 都为 0

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        test1();
    }
    // 测试偏向锁
    private static void test1() {
        Dog d = new Dog();
        //偏向锁延迟，所以创建完对象之后还是无锁状态
        log.debug(ClassLayout.parseInstance(d).toPrintable());
        try {
            Thread.sleep(4000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //延迟4s之后，输出偏向锁状态
        log.debug(ClassLayout.parseInstance(new Dog()).toPrintable());
    }
    
	class Dog {
	}

10:33:17.673 c.TestBiased [main] - cn.itcast.n4.Dog object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           a4 8b 01 20 (10100100 10001011 00000001 00100000) (536972196)
     12     4        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total


10:33:22.679 c.TestBiased [main] - cn.itcast.n4.Dog 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)                           a4 8b 01 20 (10100100 10001011 00000001 00100000) (536972196)
     12     4        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

这里使用JOL打印的数据是以字节为单位进行逆序输出的。比如说：
在开启偏向锁的情况下MarkWord的最后3位应该是101，根据对象头的格式，前8个字节为MardWord（在64位JVM下）。
所以应该为：

      0     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000101) (5)

倒序输出，为：

      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)

也可以通过KlassPoint的内容进行具体验证。如下：

      8     4        (object header)                           a4 8b 01 20 (10100100 10001011 00000001 00100000) (536972196)

在这里插入图片描述
可以看到，真实的十六进制的KlassPoint为： 20 01 8b a4，但是打印输出为：a4 8b 01 20

注：至于为什么64位虚拟机的KlassPoint为32bit而不是64bit，是因为JVM默认开启了地址压缩
通过打印默认参数可以观察到：

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

在这里插入图片描述