java个对象头的mark word详情

Question

正在研究java对象头的构成

找到了一些文档和一些有趣的问题。

64位vm下，默认object head如下（因为UseCompressedOops默认开启）

|------------------------------------------------ ---------------------------------------------- ----------|--------------------|
|对象头（96 位）|状态 |
|------------------------------------------------ ------------------------------|---------------- ----------|--------------------|
|标记字（64 位） |类字（32 位）| |
|------------------------------------------------ ------------------------------|---------------- ----------|--------------------|
| unused:25 | identity_hashcode:31 | cms_free:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | OOP 到元数据对象 |正常 |
|------------------------------------------------ ------------------------------|---------------- ----------|--------------------|
| thread:54 | epoch:2 | cms_free:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | OOP 到元数据对象 |有偏见 |
|------------------------------------------------ ------------------------------|---------------- ----------|--------------------|
| ptr_to_lock_record | lock:2 | OOP 到元数据对象 |轻量级锁定 |
|------------------------------------------------ ------------------------------|---------------- ----------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor | lock:2 | OOP 到元数据对象 |重量级锁定 |
|------------------------------------------------ ------------------------------|---------------- ----------|--------------------|
| | lock:2 | OOP 到元数据对象 |标记为 GC |
|------------------------------------------------ ------------------------------|---------------- ----------|--------------------|

如果UseCompressedOops关闭，对象头是这样的：

|------------------------------------------------ ---------------------------------------------- ----------|--------------------|
|对象头（128 位）|状态 |
|------------------------------------------------ --------------------------|-------------------- ----------|--------------------|
|标记字（64 位） |类字（64 位）| |
|------------------------------------------------ --------------------------|-------------------- ----------|--------------------|
| unused:25 | identity_hashcode:31 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | OOP 到元数据对象 |正常 |
|------------------------------------------------ --------------------------|-------------------- ----------|--------------------|
| thread:54 | epoch:2 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | OOP 到元数据对象 |有偏见 |
|------------------------------------------------ --------------------------|-------------------- ----------|--------------------|
| ptr_to_lock_record:62 | lock:2 | OOP 到元数据对象 |轻量级锁定 |
|------------------------------------------------ --------------------------|-------------------- ----------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor:62 | lock:2 | OOP 到元数据对象 |重量级锁定 |
|------------------------------------------------ --------------------------|-------------------- ----------|--------------------|
| | lock:2 | OOP 到元数据对象 |标记为 GC |
|------------------------------------------------ --------------------------|-------------------- ----------|--------------------|

关于markword的C++源码在这里： http://hg.openjdk.java.net/jdk8/jdk8/hotspot/file/87ee5ee27509/src/share/vm/oops/markOop.hpp

我有一个问题：

为什么启用指针压缩后一位从未使用变为cms_free？

我怀疑它与 CMS 垃圾收集器有关，但我不知道它的作用。

而我查看对象头的相关信息时（包括上面两张表），大部分都提到了markOop.hpp文件，而只引入了Lock 有关的。忽略cms_free, narrowOop, promo_bits, PromotedObjec markOop.hpp 那个重要的信息，所以对这部分很好奇

Answer 1

当使用平面指针时，由于对齐，地址指针的最低位始终为零，并且允许通过将 1 写入这些位来标记特殊状态。因此，当 CMS 想要表示特定的内存块（不再是对象）而是空闲内存时，它会将 klass 指针的最低位设置为 1。

但压缩指针功能利用相同的属性通过右移地址并不留下未使用的低位通过 32 位指针寻址更多内存。因此，CMS 必须将此位存储在其他地方，即有问题的 cms_free_bit。

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

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