Mark Word 是 JVM 对象头中动态复用的内存区域，其内容随锁状态变化而原子性替换：01（无锁/偏向）、00（轻量级）、10（重量级），三位标志位决定状态，状态升级不可逆且由线程竞争驱动。

Java 中对象头的 Mark Word 是一块动态复用的 64 位（64 位 JVM）或 32 位（32 位 JVM）内存区域，它不固定存储某类数据，而是根据锁所处的状态，用同一段空间承载完全不同的信息。锁状态的变化，本质是 Mark Word 内容的原子性替换，由 JVM 在运行时依据线程竞争行为自动触发。

锁状态靠三位标志位组合识别

Mark Word 的最后 3 位是关键开关：最低 2 位是 lock 标志（00、01、10），倒数第 3 位是 biased_lock（0 或 1）。这三位共同决定当前锁状态：

• 01 + biased_lock = 0 → 无锁态：存 identity_hashcode（未计算则为空）、GC 分代年龄（4 位）、保留位
• 01 + biased_lock = 1 → 偏向锁态：存线程 ID（54 位）、epoch（2 位）、GC 年龄（4 位）
• 00 → 轻量级锁态：存指向当前线程栈中 Lock Record 的 62 位指针
• 10 → 重量级锁态：存指向堆中 ObjectMonitor 对象的 62 位指针

状态切换是内容覆盖，不是字段叠加

Mark Word 没有“多字段并存”的结构，哈希值、线程 ID、Lock Record 地址、Monitor 地址都挤在同一个 64 位空间里，彼此互斥：

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• 对象新建后未调用 System.identityHashCode()，高位为空，低位为 01
• 首次调用 hashCode()，31 位哈希值写入高位，仍保持 01 标志
• 进入 synchronized 块且启用偏向锁，JVM 尝试 CAS 写入线程 ID 和 epoch，原哈希值被彻底覆盖
• 升级到轻量级锁后，Mark Word 变成 00 开头 + 指针，之前所有内容均不可恢复

升级由竞争驱动，过程不可逆

锁状态变化不是定时发生，而是响应具体线程行为：

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• 首个线程执行 synchronized → JVM 尝试将自身 ID 写入 Mark Word → 成功即进入偏向锁
• 第二个线程尝试获取同一把锁 → 触发偏向撤销（需一次 CAS 将 Mark Word 恢复为无锁态 001）→ 随后走轻量级锁流程
• 轻量级锁下，竞争线程在栈中创建 Lock Record，复制原 Mark Word 到其中，再用 CAS 尝试替换对象头 → 失败则自旋（默认最多 10 次）
• 自旋失败或竞争激烈 → JVM 在堆中新建 ObjectMonitor，将 Mark Word 更新为指向该 monitor 的指针（标志位设为 010），完成向重量级锁的膨胀

验证锁状态最直接的方式是观察 Mark Word

光看文档容易混淆，动手查看才能确认实际状态：

• 引入 JOL（Java Object Layout）工具依赖
• 用 ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable() 打印对象头十六进制表示
• 分别在 new 对象后、调用 hashCode 后、synchronized 块内执行，对比低 3 位及高位数据变化
• 注意默认开启偏向锁（-XX:+UseBiasedLocking），如需关闭可加 -XX:-UseBiasedLocking 参数测试无锁→轻量过程