java通过jol-core库分析对象内存分布以及查看Synchronized锁升级过程

news2024/9/28 6:32:39

在Java开发中，我们可以借助jol-core这个库来查看对象内存信息。

引入依赖：

<dependency>
      <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
      <artifactId>jol-core</artifactId>
      <version>0.17</version>
</dependency>

要查看对象内存信息，我们只需要调用ClassLayout.parseInstance(object).toPrintable()

如下所示的代码，是查看两个对象信息：

package com.xxx.mem;
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
public class ObjectPrintExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object object = new Object();
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(object).toPrintable());
        Object[] arr = new Object[10];
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(arr).toPrintable());
    }
}

运行程序，打印信息如下所示：

从打印内容来看，我们看到了对象包含：对象头，对象体，对齐字节。

其中对象头包括： mark word,klass word,数组长度。如果对象不是数组，数组长度可以忽略不记，上图中，我们打印object，数组长度就没有体现（array length）。

我们这里重点关注一下对象头中的mark word，如下所示：

这里面通过对象头64位中的最后3位的值，我们看到它们取值不同，可能会出现几种状态，其中无锁、偏向锁、轻量级锁，重量级锁正是Sychronized锁升级过程中表现出来的升级状态。

下面我们通过一段代码的运行来感受一下这几个状态的变化：

package com.xxx.mem;
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class LayoutPrintExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Object o = new Object();
        // Step 1
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new Object()).toPrintable());
        TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
        // Step 2
        System.out.println(ClassLayout.parseInstance(new Object()).toPrintable());
        //Step 3
        synchronized(o) {
            System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
        }
        // Step 4
        new Thread(()-> {
            synchronized(o) {
                System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
            }
        }).start();
        // Step 5
        new Thread(()-> {
            synchronized(o) {
                System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());
            }
        }).start();
    }
}

这段代码直接运行，可能达不到我们需要的效果，因为jdk默认不会开启偏向锁，所以我们要手动开启，并且设置一个延时4秒，这样我们正好看清整个锁升级过程。

虚拟机参数：-XX:BiasedLockingStartupDelay=4 -XX:+UseBiasedLocking