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理解Object的hashcode对锁的影响_为什么计算过hashcode的对象无法偏向

P粉602998670

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发布时间:2026-02-13 12:24:01

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来源于php中文网

原创

偏向锁被禁用的直接原因是对象头中hashcode占用了mark word的锁状态位,导致偏向锁信息无法写入,二者在31/62位空间内互斥。

理解object的hashcode对锁的影响_为什么计算过hashcode的对象无法偏向

偏向锁被禁用的直接原因:对象头中 hashcode 占用了 mark word 的锁状态位

Java 对象在启用偏向锁时,会把线程 ID 直接存进对象头的 mark word。但一旦调用过 System.identityHashCode()(或任何触发 hashcode 计算的操作),JVM 就必须把真实 hashcode 写进 mark word —— 而这个写入会覆盖掉原本留给偏向锁的结构位。

这不是“锁升级”或“竞争导致”,而是底层存储冲突:hashcode 和偏向锁信息共享同一块 31/62 位空间,二者互斥。

  • hashCode() 被重写?不影响 —— 只有 System.identityHashCode() 或未重写的 Object.hashCode() 才会真正写入对象头
  • 哪怕只调用一次 System.identityHashCode(obj),该对象后续永远无法进入偏向状态
  • HotSpot 源码里明确检查 mark_word->has_hash_code(),为 true 就跳过偏向逻辑

哪些操作会悄悄触发 identity hashcode

很多看似无害的代码,实际会强制计算并缓存 identity hashcode,从而“污染”对象的偏向资格:

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  • 日志打印:log.debug("obj={}", obj)(SLF4J 默认调用 toString(),而默认实现含 System.identityHashCode()
  • 集合查找:HashSet.contains(obj)HashMap.get(obj)(即使 key 不是该对象,只要发生哈希计算就可能触发)
  • 断言或调试:Objects.requireNonNull(obj, "obj=" + obj)(字符串拼接触发 toString()
  • JDK 自身:某些 java.util 类在扩容、序列化、反射时也会调用 System.identityHashCode()

验证对象是否还能偏向:看它有没有被“写过 hash”

不能只看是否调用过 hashCode(),得确认 hashcode 是否已落盘到对象头。最直接的方式是用 JVM 参数 + jol 工具观察对象头布局:

  • 启动参数加 -XX:+PrintBiasedLockingStatistics -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions,然后跑一段代码,看输出里 biased_locks_used 是否增长
  • 用 JOL(Java Object Layout):调用 ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable(),如果输出中 hash: 字段非 0,说明已写入 —— 此时 biased_locks_used 一定为 0
  • 注意:new Object() 刚创建时 hash 是 0,但第一次调用 System.identityHashCode() 后,hash 变成非零值,且不可逆

想保留偏向锁?得从对象生命周期早期控制 hashcode 生成

不是“避免调用 hashCode()”,而是避免让 JVM 认为“需要持久化这个 hash”。关键在于切断 identity hashcode 的落盘路径:

  • 启动时加 -XX:-UseBiasedLocking?不行 —— 这是全局关,不是单对象控制
  • -XX:BiasedLockingStartupDelay=0 加速偏向,但解决不了已被 hash 的对象
  • 真正有效的是:确保对象在首次可能被 hash 前,已被线程成功偏向(即先执行同步块,再做日志/集合操作)
  • 更稳妥的做法:对高频并发且需偏向的类,重写 hashCode() 返回固定值(如 return 1;),绕过 System.identityHashCode() 调用

偏不偏向,不是由“有没有锁竞争”决定的,而是由“对象头有没有被 hashcode 占领”决定的。一旦被占,连尝试偏向的机会都没有 —— 这点很容易被堆栈里没报错、没警告的日志和集合操作掩盖。

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