java对象头标记词详细说明

Question

我正在研究java对象头的组成。

发现了一些文档和一些有趣的问题。

64位vm下，默认对象头如下（因为UseCompressedOops默认是开启的）

|------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -----------|--------------------|
| 对象头（96 位）| 状态 |
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| 标记字（64 位） | 类字（32 位） | |
|------------------------------------------------- -------------------------------|------------------- -----------|--------------------|
| 未使用：25 | identity_hashcode:31 | cms_free:1 | 年龄：4 | 偏向锁：1 | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 正常 |
|------------------------------------------------- -------------------------------|------------------- -----------|--------------------|
| 线程：54 | 时代：2 | cms_free:1 | 年龄：4 | 偏向锁：1 | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 有偏见 |
|------------------------------------------------- -------------------------------|------------------- -----------|--------------------|
| ptr_to_lock_record | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 轻量级锁定 |
|------------------------------------------------- -------------------------------|------------------- -----------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 重量级锁定 |
|------------------------------------------------- -------------------------------|------------------- -----------|--------------------|
| | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 标记为 GC |
|------------------------------------------------- -------------------------------|------------------- -----------|--------------------|

如果UseCompressedOops关闭，对象头长这个样子？

|------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ---------|--------------------|
| 对象头（128 位）| 状态 |
|------------------------------------------------- -----------------------------|-------------------- ---------|--------------------|
| 标记字（64 位） | 类字（64 位） | |
|------------------------------------------------- -----------------------------|-------------------- ---------|--------------------|
| 未使用：25 | identity_hashcode:31 | 未使用：1 | 年龄：4 | 偏向锁：1 | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 正常 |
|------------------------------------------------- -----------------------------|-------------------- ---------|--------------------|
| 线程：54 | 时代：2 | 未使用：1 | 年龄：4 | 偏向锁：1 | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 有偏见 |
|------------------------------------------------- -----------------------------|-------------------- ---------|--------------------|
| ptr_to_lock_record:62 | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 轻量级锁定 |
|------------------------------------------------- -----------------------------|-------------------- ---------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor:62 | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 重量级锁定 |
|------------------------------------------------- -----------------------------|-------------------- ---------|--------------------|
| | 锁：2 | OOP 到元数据对象 | 标记为 GC |
|------------------------------------------------- -----------------------------|-------------------- ---------|--------------------|

还有关于markword的C++源代码在这里吗？ http://hg.openjdk.java.net/jdk8/jdk8/hotspot/file/87ee5ee27509/src/share/vm/oops/markOop.hpp

我有个问题？

启用指针压缩时，为什么一位从未使用变为 cms_free？

我怀疑它与 CMS 垃圾收集器有关，但我不知道它的作用。

而当我查看对象头的相关信息（包括上面的两个表）时，大部分都提到了markOop.hpp文件，但只介绍了与Lock相关的内容。忽略markOop.hpp那个重要信息中提到的cms_free、narrowOop、promo_bits、PromotedObjec ，所以我对这部分很好奇。

Answer 1

使用平面指针时，地址指针的最低位由于对齐而始终为零，并允许通过将 1 写入这些位来标记特殊状态。因此，当 CMSklass想要表示特定内存块不是对象（不再）而是空闲内存时，它将指针的最低位设置为 1。

但是压缩指针功能利用相同的属性通过 32 位指针通过右移地址而不留下未使用的低位来寻址更多内存。因此，CMS 必须将此位存储在其他地方，即所cms_free_bit讨论的位置。

来源：concurrentMarkSweepGeneration.cpp：

// A block of storage in the CMS generation is always in
// one of three states. A free block (FREE), an allocated
// object (OBJECT) whose size() method reports the correct size,
// and an intermediate state (TRANSIENT) in which its size cannot
// be accurately determined.
// STATE IDENTIFICATION:   (32 bit and 64 bit w/o COOPS)
// -----------------------------------------------------
// FREE:      klass_word & 1 == 1; mark_word holds block size
//
// OBJECT:    klass_word installed; klass_word != 0 && klass_word & 1 == 0;
//            obj->size() computes correct size
//
// TRANSIENT: klass_word == 0; size is indeterminate until we become an OBJECT
//
// STATE IDENTIFICATION: (64 bit+COOPS)
// ------------------------------------
// FREE:      mark_word & CMS_FREE_BIT == 1; mark_word & ~CMS_FREE_BIT gives block_size
//
// OBJECT:    klass_word installed; klass_word != 0;
//            obj->size() computes correct size
//
// TRANSIENT: klass_word == 0; size is indeterminate until we become an OBJECT