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关于JVM的基础知识有什么呢

2023-06-02 18:20

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这期内容当中小编将会给大家带来有关关于JVM的基础知识有什么呢,文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述,阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。

虚拟机给人的感觉像是操作系统、编译器:非常高大上。但是Java程序就跑在上面,遇到问题还得去排查,性能不行还得去优化,基础的知识还是需要的!

内存管理

Java虚拟机在执行的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域,大致如下:

关于JVM的基础知识有什么呢

各部分的功能如下:

关于JVM的基础知识有什么呢

在内存管理部分比较大的一块内容是GC(垃圾回收),所谓垃圾回收就是将垃圾占用的内存回收掉。那么第一个问题:什么是垃圾?

这里都提到了引用,在JDK 1.2之后Java就已经对引用的概念进行了扩充,那么第二个问题:有哪些类型的引用?

这里只有强引用才能对对象的生命周期造成影响。在虚拟机发展的过程中进化出不少垃圾回收算法,比如:

在实际中用到的回收器都是这几种算法的组合,比如从VisualVM中看到的内存是这样的(需要明白各部分都是怎样互相配合的):

关于JVM的基础知识有什么呢

整体上来看是分代收集算法,而S0、S1这两部分可以看做是标记-整理算法。那么第三个问题:常见的CMS垃圾回收器的执行流程是怎样的?

具体如下图所示:

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可以看到只有在初始标记和重新标记的时候才需要Stop The World,其他都是和用户线程一起执行,不要以为这就完美了,并行执行的过程会消耗掉一些CPU资源。

代码执行

把Java源码丢给JVM肯定是不能执行的,需要先用javac编译成class文件才行,那么第一个问题:class文件的结构是怎样的?

虚拟机规范并没有规定在什么时候要加载类,但是规定了在遇到new、反射、父类、Main的时候需要初始化完成。整个类的生命周期如下:

关于JVM的基础知识有什么呢

在虚拟机中通过ClassLoader来进行类的加载,这地方需要明白:

在类加载完成之后就可以开始执行了,和线程运转相关的东西都放在栈帧中,其结构如下:

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执行中具体调用哪个方法是个头疼的问题,需要处理:

字节码中的指令都是基于栈的操作,比如要完成1+1这样的计算,对应的指令如下:

iconst_1 // 将常量1压入栈iconst_1iadd // 把栈顶的两个值相加并出栈,然后把结果放回栈istore_0 // 将栈顶的值放到局部变量表第0个Solt

解释执行的好处是下载后启动速度快,但是确定也非常明显:运行速度慢。JIT正是用来解决这个问题的,能够将多次调用的方法、多次执行的循环体编译成本地代码。

优化是个很好玩的题目,记得在参加一次变成比赛的时候用gcc -O3编译之后的代码把printf()都没输出了。。在JIT中比较常见的优化手段有:

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程序执行一定会涉及到内存操作,在Java中定义了八种操作来完成:

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这里有必要讲一下volatile的作用,在使用到的时候能明白下面两条即可:

如果Java中所有的操作都需要程序员来控制的话,会有大量的重复代码,而且写起来很累,那么我们可以通过先行发生原则来判断并行的两个操作是否存在冲突:

Thread的底层实现还是比较麻烦的,但是最起码应该知道Thread的状态是如何进行转换:

关于JVM的基础知识有什么呢

最后,常见的同步方式是synchronized或者aqs的各种实现。

上述就是小编为大家分享的关于JVM的基础知识有什么呢了,如果刚好有类似的疑惑,不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识,欢迎关注编程网行业资讯频道。

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