JVM（七）压缩指针

类型指针

一般对象指针（oop, ordinary object pointer）是HotSpot虚拟机的一个术语，表示受托管的对象指针。它的大小通常和本地指针是一样的。Java应用程序和GC子系统会非常小心地跟踪这些受托管的指针，以便在销毁对象时回收内存空间，或是在对空间进行整理时移动（复制）对象。

为什么要压缩指针

类型指针是对象指向它的类的元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。并不是所有的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针，换句话说查找对象的元数据信息并不一定要经过对象本身。 以前的是32位，也就说内存的寻址空间最大可以达到2的32次方的地址，2的32次方表示的地址空间是4G ,但是现在很多内存大小都超过了4G , 在64位的java虚拟机中，类型指针占了64位，位数的增加虽然可以寻址到更大的空间，但是实际上我们并没有使用那么大的空间了，并且位数增加了意味这占用更大的内存，也是就说64位的类型指针位数太多了。 也就是我只要能表示该地址就行了。于是就出现了如下

oops 最后的三位始终为零。这样可想而知，有些地址不能表示了，因为它的尾3位都是0，所以需要对齐。

什么情况下会进行压缩？

下面表述摘自 http://shzhangji.com/cnblogs/2015/06/25/compressed-oops-in-the-hotspot-jvm/ 如果UseCompressedOops是打开的，则以下对象的指针会被压缩：

• 所有对象的klass属性
• 所有对象指针实例的属性
• 所有对象指针数组的元素（objArray） HotSpot VM中，用于表示Java类的数据结构是不会压缩的，这部分数据都存放在永久代（PermGen）中。

在解释器中，一般对象指针也是不压缩的，包括JVM本地变量和栈内元素、调用参数、返回值等。解释器会在读取堆内对象时解码对象指针，并在存入时进行编码。

同样，方法调用序列（method calling sequence），无论是解释执行还是编译执行，都不会使用对象指针压缩。

在编译后的代码中，对象指针是否压缩取决于不同的优化结果。优化后的代码可能会将压缩后的对象指针直接从一处搬往另一处，而不进行编解码操作。如果芯片（如x86）支持解码，那在使用对象指针时就不需要自行解码了。

所以，以下数据结构在编译后的代码中既可以是压缩后的对象指针，也可能是本地地址：

• 寄存器或溢出槽（spill slot）中的数据
• 对象指针映射表（GC映射表）
• 调试信息
• 嵌套在机器码中的对象指针（在非RISC芯片中支持，如x86）
• nmethod常量区（包括那些影响到机器码的重定位操作）

补充

使用 jol 来查看对象头的信息

增加依赖

        <dependency>
            <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
            <artifactId>jol-core</artifactId>
            <version>0.10</version>
        </dependency>

        Object object = new Object();
        String info = ClassLayout.parseClass(Object.class).toPrintable(object);
        System.out.println("info : " + info);


        结果 ： 

         java.lang.Object object internals:
 OFFSET  SIZE   TYPE DESCRIPTION                               VALUE
      0     4        (object header)                           01 00 00 00 (00000001 00000000 00000000 00000000) (1)
      4     4        (object header)                           00 00 00 00 (00000000 00000000 00000000 00000000) (0)
      8     4        (object header)                           e5 c1 f2 27 (11100101 11000001 11110010 00100111) (670220773)
     12     4        (loss due to the next object alignment)
Instance size: 16 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total

参考资料

• http://shzhangji.com/cnblogs/2015/06/25/compressed-oops-in-the-hotspot-jvm/（推荐阅读）
• https://docs.oracle.com/cd/E19620-01/805-3024/lp64-1/index.html（32和64位下C语言数据结构位数的表示）
• https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/CompressedOops（推荐阅读）