对象占用大小

new Object();会占用多少内存呢？答案是16字节=128比特位=128bits

为什么是16字节呢？而不是17或者15？

这是因为8个字节=1byte,所以只能是8的倍数，那么是8，要么是16、24、32
那为什么是16，而不是24、32？因为这得取决于里面的内容是什么

里面内容是什么呢？

对象头和数据体两大部分

1. 对象头

前面8个字节为markword，记录对象被上锁的各种状态或者垃圾回收和hashcode相关的信息
默认无锁的情况如下，有锁的情况参考java锁

64位系统中(64bit)
未使用：25位
hashcode: 31位存储对象的System.identityHashCode()，采用延迟加载技术
未使用：1位
gc分带年龄: 4位
偏向锁的标记：1位
当前对象的锁的状态：2位
25+31+1+4+1+2=64
32位系统中(也是有64bit,只不过java只用32bit)
hashcode: 25位存储对象的System.identityHashCode()，采用延迟加载技术
gc分带年龄: 4位
偏向锁的标记：1位
当前对象的锁的状态：2位
25+4+1+2 = 32

接下来4个字节(也有可能是8个字节)是Klass Point(类型指针)
为什么有可能是4有可能是8呢，取决于是否开启了classPointer指针压缩
虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例一个对象里面的数据都是紧挨着的，因为是紧挨着，无法区分数据断点在哪里，所以必须有class对象的指针，通过对象起始地址和字段的偏移地址(从class获取)读取字段的数据
如果是数组类型的话对象头还得再加4个或8个字节(取决于是否开启压缩指针)表示数组的长度
只有当本对象是一个数组对象时才会有这个部分

2. 对象数据体

对象的里面的数据
如果是基本类型则是对应的值占用的空间，如果是引用类型那么大小有可能是8bit或者4bit取决于是否开启压缩指针

3. 对齐填充数据(可选)

根据对象对齐空间进行对齐，默认为8bit
因为必须是8的倍数，不是8的倍数剩下的将要补齐

所以一个new Object()为16字节，8字节为对象头，后面8字节为class对象的指针和数据填充
1G内存大约可以存1024 * 1024 * 1024 / 16 = 67108864(约等于6千7百万多个对象)

java锁

java都有哪些锁呢？
1. 是否阻塞
  悲观(阻塞其他线程-synchronized)、乐观(不阻塞其他线程-ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock)
2. 是否公平
  非公平(synchronized)、公平(ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock)
3. 二次是否能获取
  不可重入锁(jdk没有自带的)、可重入锁(jdk自带的锁都可以重入)
4. 是否共享
  共享锁(ReentrantReadWriteLock)、排他锁
大体分为synchronized、ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock3个阵营

synchronized

特性：阻塞、非公平、可重入、排他锁
原理
jdk1.6引入了偏向锁和轻量级锁，1.6之前都是重量级锁，意思就是互斥等待都需要内核态完成（操作系统），开销非常的大，所以优化之后的synchronized可以进行锁升级
每一个Java对象就有一把看不见的锁，存放在对象头中叫markword，占用8个字节(动态的内容)
当创建一个对象时，会通过Klass的prototype_header来初始化该对象的markword，prototype_header包含了lock(锁标识-适用于所有的实例)、epoch(偏向时间戳-用来控制锁是否失效的版本号)
无锁的情况下里面存放默认的数据
偏向锁、轻量级锁、重量级锁都是根据markword里面的数据来标识当前锁的状态(所以markword里面的内容都是动态的)，一个对象锁升级之后不可回退
在32位jvm中占用空间如下所示(4*8=32bit)

在64位中占用(8*8=64bit)如下所示
```
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|  
|                                  Mark Word (64 bits)                         |       State        |  
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|  
| unused:25 |  identity_hashcode:31  |unused:1|  age:4  |biased_lock:1| lock:2 |       Normal       |  
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|  
|       threadId: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   |  
|------------------------------------------------------------------------------|--------------------|  
```
无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁、gc标记，这5种状态都是通过锁标志位(lock)来判断的，但是2bit只能表示4种状态，如上图
所以无锁和偏向锁的锁标志位都为01，然后在通过额外的1bit(biased_lock)用来区分当前对象是否为偏向锁
只有匿名偏向时(lock=01,biased_lock=1,threadId=null)才可以使用偏向锁,否则从轻量级锁开始
无锁
锁标志位为lock=01，偏向锁标识为biased_lock=0
对于无锁状态的锁对象，如果有竞争，会直接进入到轻量级锁，所以如果没有关闭偏向锁那么JVM在启动4秒之后(-XX:BiasedLockingStartupDelay=4000)，会将所有加载的Klass的prototype_header修改为匿名偏向锁

为什么要延迟之后修改呢？
JVM启动时必不可免会有大量sync的操作，而偏向锁竞争时会STW并升级为轻量级锁，锁升级不可回退。如果开启了偏向锁，会发生大量锁撤销和锁升级操作，大大降低JVM启动效率

偏向锁
因为偏向锁会占用hashcode空间，如果该对象已被产生hashcode则不能使用偏向锁，如果在偏向时产生hashcode,那么会升级为轻量级锁

JVM默认的计算identity hash code的方式得到的是一个随机数，如果不想为随机数可参考, 因而我们必须要保证一个对象的identity hash code只能被底层JVM计算一次
Identity hash code是未被覆写的 java.lang.Object.hashCode() 或者 java.lang.System.identityHashCode(Object) 所返回的值

只有匿名偏向时才可以使用偏向锁
匿名偏向：锁标志位为lock=01，偏向锁标识为biased_lock=1, 且threadId为空(未偏向任何线程)，代表当前为匿名偏向
markword里面有54(64位jvm)或者23(32位jvm)bit表示偏向锁偏向的线程id，未偏向时此值为空，上锁时依赖一次CAS原子指令，设置对应的线程的id，默认情况下已上锁的threadId不会自动释放(减少CAS指令的调用)，如果上锁失败或已偏向其他线程，则会进行重偏或竞争升级为轻量级锁
epoch的作用是记录偏向锁的版本号，用来判断偏向锁是否失效(实例的epoch != klass的epoch)，epoch默认是有效的，如果失效可以重偏，什么时候会失效呢？参考-XX:BiasedLockingBulkRebiasThreshold=20

偏向锁上锁大致过程为：
在匿名偏向状态才可以上锁，CAS设置threadId成功代表上锁成功，失败则会进行锁升级为轻量级锁
如果epoch失效，则会重偏(非重偏的逻辑只要有竞争就会升级为轻量级锁)，CAS设置threadId和epoch最新值，失败则会进行锁升级
每次上锁或者重入时只需要检查epoch和threadId是否有效即可，并且会在当前的栈侦添加一条锁记录LockRecord(记录被锁对象的地址和被锁对象的markword)，用来计算重入的次数(偏向锁LockRecord的MarkWord为空,称之为Displaced MarkWord)，执行完同步代码块之后会销毁LockRecord

偏向锁锁升级为轻量级锁的大致流程为:
其他线程请求锁,以被锁对象和新线程作为参数构造一个VM_Operation vo，新线程被挂起，在全局安全点(STW)时，VM_Thread去执行vo
vo内部逻辑是去检查持有偏向锁的线程状态，如果对应线程已经销毁则或者对应线程执行的代码在同步块之外(通过遍历持有锁的线程的栈，判断是否有指向被锁对象的lockRecord)，则设置对象为无锁状态(无锁上锁会升级为轻量级锁) ，如果还在同步块之内则把当前偏向锁升级为轻量级锁，然后让新线程以轻量级锁的状态去竞争
至此偏向锁流程解析完毕

轻量级锁
锁标志位为lock=00
偏向锁失效(超过-XX:BiasedLockingBulkRevokeThreshold=40默认的次数)或偏向锁竞争时，就会使用轻量级锁