由于Java面向?qū)ο蟮乃枷?，在JVM中需要大量存儲對象，存儲時為了實現(xiàn)一些額外的功能，需要在對象中添加一些標記字段用于增強對象功能，這些標記字段組成了對象頭。
1.對象頭形式
JVM中對象頭的方式有以下兩種（以32位JVM為例）：
1.1.普通對象
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| Object Header (64 bits) |
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| Mark Word (32 bits) | Klass Word (32 bits) |
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1.2.數(shù)組對象
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| Object Header (96 bits) |
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| Mark Word(32bits) | Klass Word(32bits) | array length(32bits) |
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2.對象頭的組成
2.1.Mark Word
這部分主要用來存儲對象自身的運行時數(shù)據(jù)，如hashcode、gc分代年齡等。mark word的位長度為JVM的一個Word大小，也就是說32位JVM的Mark word為32位，64位JVM為64位。
為了讓一個字大小存儲更多的信息，JVM將字的最低兩個位設(shè)置為標記位，不同標記位下的Mark Word示意如下：
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| Mark Word (32 bits) | State |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| identity_hashcode:25 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | Normal |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| thread:23 | epoch:2 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | Biased |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_lock_record:30 | lock:2 | Lightweight Locked |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor:30 | lock:2 | Heavyweight Locked |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
| | lock:2 | Marked for GC |
|-------------------------------------------------------|--------------------|
其中各部分的含義如下：
lock:2位的鎖狀態(tài)標記位，由于希望用盡可能少的二進制位表示盡可能多的信息，所以設(shè)置了lock標記。該標記的值不同，整個mark word表示的含義不同。
| biased_lock | lock | 狀態(tài) |
|---|---|---|
| 0 | 01 | 無鎖 |
| 1 | 01 | 偏向鎖 |
| 0 | 00 | 輕量級鎖 |
| 0 | 10 | 重量級鎖 |
| 0 | 11 | GC標記 |
biased_lock：對象是否啟用偏向鎖標記，只占1個二進制位。為1時表示對象啟用偏向鎖，為0時表示對象沒有偏向鎖。
age：4位的Java對象年齡。在GC中，如果對象在Survivor區(qū)復(fù)制一次，年齡增加1。當對象達到設(shè)定的閾值時，將會晉升到老年代。默認情況下，并行GC的年齡閾值為15，并發(fā)GC的年齡閾值為6。由于age只有4位，所以最大值為15，這就是-XX:MaxTenuringThreshold選項最大值為15的原因。
identity_hashcode：25位的對象標識Hash碼，采用延遲加載技術(shù)。調(diào)用方法System.identityHashCode()計算，并會將結(jié)果寫到該對象頭中。當對象被鎖定時，該值會移動到管程Monitor中。
thread：持有偏向鎖的線程ID。
epoch：偏向時間戳。
ptr_to_lock_record：指向棧中鎖記錄的指針。
ptr_to_heavyweight_monitor：指向管程Monitor的指針。
64位下的標記字與32位的相似，不再贅述：
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| Mark Word (64 bits) | State |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| unused:25 | identity_hashcode:31 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | Normal |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| thread:54 | epoch:2 | unused:1 | age:4 | biased_lock:1 | lock:2 | Biased |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_lock_record:62 | lock:2 | Lightweight Locked |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| ptr_to_heavyweight_monitor:62 | lock:2 | Heavyweight Locked |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
| | lock:2 | Marked for GC |
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|
2.2.class pointer
這一部分用于存儲對象的類型指針，該指針指向它的類元數(shù)據(jù)，JVM通過這個指針確定對象是哪個類的實例。該指針的位長度為JVM的一個字大小，即32位的JVM為32位，64位的JVM為64位。
如果應(yīng)用的對象過多，使用64位的指針將浪費大量內(nèi)存，統(tǒng)計而言，64位的JVM將會比32位的JVM多耗費50%的內(nèi)存。為了節(jié)約內(nèi)存可以使用選項+UseCompressedOops開啟指針壓縮，其中，oop即ordinary object pointer普通對象指針。開啟該選項后，下列指針將壓縮至32位：
- 每個Class的屬性指針（即靜態(tài)變量）
- 每個對象的屬性指針（即對象變量）
- 普通對象數(shù)組的每個元素指針
當然，也不是所有的指針都會壓縮，一些特殊類型的指針JVM不會優(yōu)化，比如指向PermGen的Class對象指針(JDK8中指向元空間的Class對象指針)、本地變量、堆棧元素、入?yún)ⅰ⒎祷刂岛蚇ULL指針等。
2.3.array length
如果對象是一個數(shù)組，那么對象頭還需要有額外的空間用于存儲數(shù)組的長度，這部分數(shù)據(jù)的長度也隨著JVM架構(gòu)的不同而不同：32位的JVM上，長度為32位；64位JVM則為64位。64位JVM如果開啟+UseCompressedOops選項，該區(qū)域長度也將由64位壓縮至32位。
附：對象頭相關(guān)的資料
markOop.hpp
CompressedOops
JVM優(yōu)化之壓縮普通對象指針
What is in java object header
