Mark Word是Java对象头中存储锁状态等元数据的关键字段，64位JVM中占8字节，低3位标识锁状态：001无锁、101偏向锁、000轻量级锁、010重量级锁、111 GC标记；锁状态随竞争动态升级，通过CAS修改Mark Word实现。

Java中对象的Mark Word是对象头（Object Header）的关键组成部分，用于存储对象的运行时元数据，其中就包括锁状态信息。它通过复用同一段内存空间、按位编码不同状态，实现轻量级锁、偏向锁、重量级锁等锁机制的快速切换。

Mark Word 的结构与锁状态位布局

在64位HotSpot虚拟机中（开启指针压缩，默认情况），Mark Word占用64位（8字节）。其中低3位（bit 0~2）固定用作锁状态标识，其余位根据锁状态动态解释：

• 001：无锁状态（Normal），此时Mark Word存对象哈希码（identity hash code）、分代年龄、是否为偏向锁等信息
• 101：偏向锁状态（Biased），第3~54位存偏向线程ID，第55~57位存Epoch，第58~61位存分代年龄，第62位为是否偏向锁标志
• 000：轻量级锁状态（Lightweight Locked），此时Mark Word保存指向栈中Lock Record的指针（即Displaced Mark Word的地址）
• 010：重量级锁状态（Heavyweight Locked），此时Mark Word保存指向对应monitor对象（ObjectMonitor）的指针
• 111：GC标记状态（如CMS使用），与锁无关，但会临时覆盖锁状态位

锁升级过程中的Mark Word变化

锁状态不是静态配置的，而是随竞争程度动态演进。JVM在运行时通过CAS操作修改Mark Word的值来完成锁的获取与升级：

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• 新建对象默认为“无锁”状态（001），若启用了偏向锁且未禁用（-XX:+UseBiasedLocking），会在第一次被线程访问时尝试设置为偏向锁（101）
• 当有其他线程竞争同一对象时，偏向锁会撤销（revoke），Mark Word恢复为无锁状态，随后进入轻量级锁流程：在当前线程栈中创建Lock Record，将对象原Mark Word复制到Lock Record中，并用CAS把Mark Word更新为指向该Lock Record的指针（000）
• 若自旋失败或竞争激烈，轻量级锁膨胀为重量级锁：JVM在堆中创建ObjectMonitor，将Mark Word更新为指向该monitor的指针（010），同时唤醒阻塞队列中的线程

如何验证Mark Word内容？

Mark Word本身不可直接读取，但可通过工具间接观察其状态：

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• 使用JOL（Java Object Layout）库打印对象内存布局：System.out.println(ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable());，输出中会显示lock字段（如“0x01”表示无锁，“0x05”表示偏向锁）
• 配合JVM参数如-XX:+PrintGCDetails、-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssembly（需hsdis）可辅助分析锁相关汇编指令
• 注意：开启-XX:-UseBiasedLocking后，新对象跳过偏向锁阶段，直接走轻量级锁路径

常见误区提醒

Mark Word记录的是锁的“当前状态”，不是锁的“持有者身份”本身：

• 偏向锁的线程ID存在Mark Word里，但仅在无竞争时有效；一旦发生竞争，偏向即失效，不保证原子性维护
• 轻量级锁的Lock Record在栈上，Mark Word只存指针，因此依赖栈帧生命周期；线程退出同步块时需用CAS将原Mark Word恢复
• 重量级锁下，真正管理锁逻辑的是ObjectMonitor，Mark Word退化为一个引用，不再参与加解锁逻辑