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jvm原理

2019-05-20 14:14:07   101  举报

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AI智能生成

jvm原理

jvm

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大纲/内容

类的加载过程

加载：查找.class文件的二进制数据，读入到JVM内存中，并生成class对象作为访问入口

初始化：执行类构造器<clinit>,类似于执行对象构造器<init>

准备：为class对象和类元数据信息分配内存空间，并初始化静态变量和常量值

解析：主要是将字节码中的符号引用转化为直接引用

验证：验证类文件的结构是否符合规范，有没有安全性的问题，类的元数据，字节码是否合法，符号引用是否正确等

Java编译

ECJ：将*.java文件编译为*.class

JIT：将.class文件中的字节码编译为机器码

AOT：将*.java文件直接编译为机器码

JVM编译

解释器：省去编译时间，程序启动速度快，不需要存储编译结果，节省存储编译代码内存空间。解释器也成为逆优化

编译器

运行模式：两种，client模式和server模式，client简单优化、编译代码速度快，server更深层次优化、编译速度相对慢一些

编译模式：jvm默认采用解释+JIT编译器混合编译模式

操作系统内存结构

栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量的值的等，内存的分配连续，当声明变量时，编译器自动从当前栈区的结尾来分配内存

堆区：堆在操作系统对进程初始化的时候分配，在运行过程中也可以向系统要额外的堆

全局区：存储全局变量和静态变量

常量区：存放常量字符串

代码区：存放函数体的二进制代码

Java内存模型

主内存

lock：把一个变量标识为一条线程独占状态

unlock：把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其它线程锁定

read：把一个变量值从主内存传输到线程中的工作内存中，以便随后的load动作使用

load：它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中

工作内存

use：把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎

assign：把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存中的变量

store：把工作内存中一个变量的值传递到主内存中，以便随后的write操作

write：把store操作从工作内存中一个变量的值传送到主内存的变量中

线程

总线

分类

片内总线：cpu内部的数据传输的连接线，也被称为局部总线

系统总线

数据总线：是cpu与内存或其他器件之间的数据传输的通道。数据总线的宽度决定了cpu和外界的数据传输速度。每条数据线一次只能传输一位二进制数据。数据总线就是数据线数量之和

地址总线：cpu是通过地址总线来指定存储单元的。地址总线决定了cpu所能访问的最大内存空间的大小

控制总线：cpu通过控制总线对外部器件进行控制。控制总线的宽度决定了cpu对外部器件的控制能力

结构

早期双总线结构

单总线结构（BIO）

双总线结构

三总线结构

三总线结构的变形（通道）（NIO）

四总线结构（IO处理机）（AIO）

线程安全的性质

原子性：满足原子性操作的一般都是线程安全的

可见性：一个线程对主内存的修改可以及时地被其他线程看到。由final、volatile(强制更新+读取主内存)以及同步技术实现

有序性：程序理论上是顺序执行的，但由于提高缓存命中和加快执行速度，使得指令重排，因此导致线程安全问题，可通过先行发生原则来判断线程是否是安全的

先行发生原则：保障线程安全有序性

程序次序原则：按照程序的控制流顺序执行代码

管程锁定原则：一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁的lock操作

volatile原则：对于一个volatile修饰的变量，对他的写操作先行发生于读操作

线程启动原则：thread对象的start（）方法先行发生于此线程的每一个动作

线程中断原则：对线程的interrupt（）方法先行发生于被中断线程的代码所检测到的中断事件

线程终止原则：线程所有的操作都先行发生于对此线程的终止检测

对象终止原则：一个对象的初始化完成先行发生于对象的finilize（）方法的开始

传递性：A先行发生于B，B先行发生于C，A一定先发生于C

垃圾回收

对象

创建

执行new操作码指令：在常量池中定位符号引用，并判断类是否被

新对象分配内存

对象的设置

执行invok指令对象初始化-赋值

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