上一篇文章中简单介绍过synchronized关键字的方式，其中，同步代码块使用monitorenter和monitorexit两个指令实现，同步方法使用ACC_SYNCHRONIZED标记符实现。后面几篇文章会从JVM源码的角度更加深入，层层剥开synchronized的面纱。
在进入正题之前，肯定有些基础知识需要铺垫，那么先来看一下一个容易被忽略的但是又很重要的知识点 —— Java对象模型 。
大家都知道的是，Java对象保存在堆内存中。在内存中，一个Java对象包含三部分：对象头、实例数据和对齐填充。其中对象头是一个很关键的部分，因为对象头中包含锁状态标志、线程持有的锁等标志。这篇文章就主要从Java对象模型入手，找一找我们关系的对象头以及对象头中和锁相关的运行时数据在JVM中是如何表示的。
Java的对象模型
任何一个接触过Java的人都知道，Java是一种面向对象语言。在学习Java的过程中你一定对下面两句话不陌生：
1、在面向对象的软件中，对象(Object)是某一个类(Class)的实例。 维基百科
我们还知道，在JVM的内存结构中，对象保存在堆内存中，而我们在对对象进行操作时，其实操作的是对象的引用。那么对象本身在JVM中的结构是什么样的呢？本文的所有分析均基于HotSpot虚拟机。
oop-klass model
HotSpot是基于c++实现，而c++是一门面向对象的语言，本身是具备面向对象基本特征的，所以Java中的对象表示，最简单的做法是为每个Java类生成一个c++类与之对应。但HotSpot JVM并没有这么做，而是设计了一个OOP-Klass Model。OOP(Ordinary Object Pointer)指的是普通对象指针，而Klass用来描述对象实例的具体类型。
为什么HotSpot要设计一套oop-klass model呢？答案是：HotSopt JVM的设计者不想让每个对象中都含有一个vtable(虚函数表)
这个解释似乎可以说得通。众所周知，C++和Java都是面向对象的语言，面向对象语言有一个很重要的特性就是多态。关于多态的实现，C++和Java有着本质的区别。
多态是面向对象的最主要的特性之一，是一种方法的动态绑定，实现运行时的类型决定对象的行为。多态的表现形式是父类指针或引用指向子类对象，在这个指针上调用的方法使用子类的实现版本。多态是IOC、模板模式实现的关键。
在C++中通过虚函数表的方式实现多态，每个包含虚函数的类都具有一个虚函数表(virtual table)，在这个类对象的地址空间的最靠前的位置存有指向虚函数表的指针。在虚函数表中，按照声明顺序依次排列所有的虚函数。由于C++在运行时并不维护类型信息，所以在编译时直接在子类的虚函数表中将被子类重写的方法替换掉。
在Java中，在运行时会维持类型信息以及类的继承体系。每一个类会在方法区中对应一个数据结构用于存放类的信息，可以通过Class对象访问这个数据结构。其中，类型信息具有superclass属性指示了其超类，以及这个类对应的方法表(其中只包含这个类定义的方法，不包括从超类继承来的)。而每一个在堆上创建的对象，都具有一个指向方法区类型信息数据结构的指针，通过这个指针可以确定对象的类型。
上面这段是我从网上摘取过来的，说的有一定道理，但是也不全对。至于为啥，我会在后文介绍到Klass的时候细说。
关于opp-klass模型的整体定义，在HotSpot的源码中可以找到。
oops模块可以分成两个相对独立的部分：OOP框架和Klass框架。
在oopsHierarchy.hpp里定义了oop和klass各自的体系。
oop-klass结构
oop体系：
//定义了oops共同基类typedefclassoopDesc*oop;//表示一个Java类型实例typedefclassinstanceOopDesc*instanceOop;//表示一个Java方法typedefclassmethodOopDesc*methodOop;//表示一个Java方法中的不变信息typedefclassconstMethodOopDesc*constMethodOop;//记录性能信息的数据结构typedefclassmethodDataOopDesc*methodDataOop;//定义了数组OOPS的抽象基类typedefclassarrayOopDesc*arrayOop;//表示持有一个OOPS数组typedefclassobjArrayOopDesc*objArrayOop;//表示容纳基本类型的数组typedefclasstypeArrayOopDesc*typeArrayOop;//表示在Class文件中描述的常量池typedefclassconstantPoolOopDesc*constantPoolOop;//常量池告诉缓存typedefclassconstantPoolCacheOopDesc*constantPoolCacheOop;//描述一个与Java类对等的C++类typedefclassklassOopDesc*klassOop;//表示对象头typedefclassmarkOopDesc*markOop;
上面列出的是整个Oops模块的组成结构，其中包含多个子模块。每一个子模块对应一个类型，每一个类型的OOP都代表一个在JVM内部使用的特定对象的类型。
从上面的代码中可以看到，有一个变量opp的类型是oppDesc ，OOPS类的共同基类型为oopDesc。
在Java程序运行过程中，每创建一个新的对象，在JVM内部就会相应地创建一个对应类型的OOP对象。在HotSpot中，根据JVM内部使用的对象业务类型，具有多种oopDesc的子类。除了oppDesc类型外，opp体系中还有很多instanceOopDesc、arrayOopDesc 等类型的实例，他们都是oopDesc的子类。
这些OOPS在JVM内部有着不同的用途，例如，instanceOopDesc表示类实例，arrayOopDesc表示数组。也就是说，当我们使用new创建一个Java对象实例的时候，JVM会创建一个instanceOopDesc对象来表示这个Java对象。同理，当我们使用new创建一个Java数组实例的时候，JVM会创建一个arrayOopDesc对象来表示这个数组对象。
在HotSpot中，oopDesc类定义在oop.hpp中，instanceOopDesc定义在instanceOop.hpp中，arrayOopDesc定义在arrayOop.hpp中。
简单看一下相关定义：
classoopDesc {friendclassVMStructs;private:volatilemarkOop _mark;union_metadata {wideKlassOop _klass;narrowOop _compressed_klass;}_metadata;private:// field addresses in oopvoid*field_base(intoffset)const;jbyte*byte_field_addr(intoffset)const;jchar*char_field_addr(intoffset)const;jboolean*bool_field_addr(intoffset)const;jint*int_field_addr(intoffset)const;jshort*short_field_addr(intoffset)const;jlong*long_field_addr(intoffset)const;jfloat*float_field_addr(intoffset)const;jdouble*double_field_addr(intoffset)
)
