Java对象头是垃圾回收的关键基础设施：它通过Mark Word支持三色标记、分代年龄记录、类指针实现根可达性分析，并在复制算法中承载转发地址，全程直接参与存活判定、标记、晋升和重定位决策。
Java 对象头在垃圾回收中不是辅助角色，而是关键基础设施——它直接参与对象存活判定、标记过程和内存管理决策。
标记阶段依赖 Mark Word 中的标记位
垃圾回收器（如 CMS、G1、ZGC）在标记阶段会修改对象头中的 Mark Word，用特定比特位表示对象是否已被访问。例如三色标记法中，“白色”表示未访问、“灰色”表示已入队待扫描、“黑色”表示已扫描完成。这些状态不额外分配空间，就存于对象头的固定字段中。
- Mark Word 通常复用同一块内存：低两位常用于标记状态（如 00=未标记，11=已标记），其余位可能存储哈希码或锁信息，GC 运行时动态覆盖
- 并发标记过程中，若对象被修改，JVM 可能通过写屏障（Write Barrier）捕获并更新其 Mark Word，确保标记准确性
- 部分 GC 算法（如 G1）还会在 Mark Word 中嵌入“epoch”或“region ID”等上下文信息，辅助跨区域引用处理
分代年龄记录在对象头中
每个新对象创建时，对象头里会初始化一个“GC 年龄”计数器（通常占 4 位，范围 0–15）。每次 Minor GC 后仍存活的对象，年龄 +1；达到阈值（默认 15）则晋升至老年代。
- 这个年龄字段直接决定对象生命周期走向，不依赖额外元数据结构
- 晋升判断发生在 Survivor 区复制时，JVM 读取对象头中的年龄值，立即做出是否移入老年代的决策
- 若显式调用 System.gc() 或配置 -XX:MaxTenuringThreshold，影响的就是对象头中该字段的阈值解读逻辑
类指针支持根可达性分析
对象头中的 Class Pointer 指向 Klass 结构，而 Klass 中包含字段布局、静态类型信息及 OopMap（用于识别哪些字段是对象引用）。GC Roots 扫描时，正是靠这个指针定位类型定义，再结合 OopMap 精确识别对象内部的引用字段。
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- 没有类指针，JVM 就无法知道某个字段存的是 int 还是 Object，也就无法安全地遍历引用链
- 在 STW 阶段，GC 线程通过对象头快速获取 Klass，然后按 OopMap 标记所有引用字段指向的对象
- 即使对象被移动（如 G1 的 Evacuation 或 ZGC 的重定位），对象头中的类指针也会同步更新，保证后续扫描一致性
对象头还支撑复制与转发机制
在采用“复制算法”的 GC（如年轻代的 Eden→Survivor、G1 的 Evacuation）中，对象头不仅记录原始状态，还临时承载转发地址（Forwarding Pointer）。当对象被复制到新位置后，原对象头会被改写为指向新地址的指针，后续所有对该对象的访问都通过该指针重定向。
- 这种设计避免了全堆扫描更新引用，仅需在首次访问时做一次跳转
- 转发指针通常写入 Mark Word 的高位或专用字段，GC 可据此判断对象是否已完成迁移
- 若多个线程同时访问同一对象，对象头的原子更新（如 CAS）保障了转发逻辑的线程安全性
