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JVM7知识图谱

2021-12-07 18:02:13   0  举报

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知识图谱（Knowledge Graph）

JVM详解

JVM

作者其他创作

大纲/内容

操作数栈

Juli(服务器日志)

Engine

解释器Interpreter

当前栈帧

其他协议

o.wait(n)让锁

线程执行iadd指令

CPU寄存器

JIT编译器

栈帧1

（1）Connector在接收到请求后会首先调用最顶层容器的Pipeline来处理，这里的最顶层容器的Pipeline就是EnginePipeline（Engine的管道）；（2）在Engine的管道中依次会执行EngineValve1、EngineValve2等等，最后会执行StandardEngineValve，在StandardEngineValve中会调用Host管道，然后再依次执行Host的HostValve1、HostValve2等，最后在执行StandardHostValve，然后再依次调用Context的管道和Wrapper的管道，最后执行到StandardWrapperValve。（3）当执行到StandardWrapperValve的时候，会在StandardWrapperValve中创建FilterChain，并调用其doFilter方法来处理请求，这个FilterChain包含着我们配置的与请求相匹配的Filter和Servlet，其doFilter方法会依次调用所有的Filter的doFilter方法和Servlet的service方法，这样请求就得到了处理！（4）当所有的Pipeline-Valve都执行完之后，并且处理完了具体的请求，这个时候就可以将返回的结果交给Connector了，Connector在通过Socket的方式将结果返回给客户端。

总线MESI缓存一致性（总线嗅探机制）

虚拟机栈

Filter Chain

方法出口

Servlet

共享变量

其中ProtocolHandler由包含了三个部件：Endpoint、Processor、Adapter。（1）Endpoint用来处理底层Socket的网络连接，Processor用于将Endpoint接收到的Socket封装成Request，Adapter用于将Request交给Container进行具体的处理。（2）Endpoint由于是处理底层的Socket网络连接，因此Endpoint是用来实现TCP/IP协议的，而Processor用来实现HTTP协议的，Adapter将请求适配到Servlet容器进行具体的处理。（3）Endpoint的抽象实现AbstractEndpoint里面定义的Acceptor和AsyncTimeout两个内部类和一个Handler接口。Acceptor用于监听请求，AsyncTimeout用于检查异步Request的超时，Handler用于处理接收到的Socket，在内部调用Processor进行处理。

Slot[0]

LockSupport.parkUntil(n)

终止TERRIMETED

Thread1

线程共享

Service A

Perm Gen永久代(也就是方法区)

Threadn

虚拟机栈VM Stack

目标代码生成器

当前方法

Connector B

PC Register for Thread2

Browser

现代CPU架构模型

静态变量

JMM控制

JDK1.8

* 线程是用来执行方法的，怎么执行取决于虚拟机栈* 每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。* 局部变量表：存放了编译时期克制的8中基本数据类型、对象引用(reference类型)和returnAddress类型* 操作数栈：操作数栈是一个后入先出（Last In First Out）栈，方法的执行操作在操作数栈中完成，每一个字节码指令往操作数栈进行写入和提取的过程，就是入栈和出栈的过程。* 动态链接：* 方法出口：当一个方法被执行后，有两种方式退出该方法：执行引擎遇到了任意一个方法返回的字节码指令或遇到了异常，并且该异常没有在方法体内得到处理。

int y = 1;

store

堆Heap Area

运行时数据区Runtime Data Area

LockSupport.park()

加载Linking

Blocked阻塞

t.join()让锁

局部变量表

Waiting等待

JVM运行时数据区Runtime Data Area

write

Pipeline

线程A

......

JAVA内存模型

本地内存

0 int x=0

返回值出栈压入

探测器

Wrapper A

Old Gen

synchronized方法

HTTP协议

CPU

结果入栈

正常完成出口

线程B

工作内存共享变量副本

Thread2

线程独占

Tomcat服务器架构图

JVM中共享数据空间 (HotSpot 1.7)

returnAddress

Application Class Loader

Initialization

...

加载Loading

int x = 0;

本地方法库Native Method Libraries

初始化NEW

时间到

Host A

类信息

1 int y=1

o.wait()让锁

代码优化器

RequestResponse

Host B

Service B

Server服务器

Slot[n]

内存RAM

PC Register for Threadn

Thread.sleep(n)不让锁

栈帧1(方法)

Value A

PC Register for Thread1

From Survivor0

栈帧n(方法)

Bootstrap Class Loader

Eden Space伊蒲园

* Engine: 用来管理多个站点，一个Service只有一个Engine* Host: 虚拟主机，代表一个站点，通过配置Host就可以添加站点* Context：代表一个应用程序，对应着平时开发的一套程序，或者一个WEB-INF目录以及下面的web.xml文件* Wrapper：每一个Wrapper封装着一个Servlet

test()栈帧

直接内存

Connector A

执行引擎Execution Engine

Verify

程序计数器Program Counter Register(可以理解为CPU寄存器)

系统调度

类文件Class Files

0 int x

Enginer Pipeline

新生成的对象首先放到年轻代Eden区，当Eden空间满了，触发Minor GC，存活下来的对象移动到Survivor0区，Survivor0区满后触发执行Minor GC，Survivor0区存活对象移动到Suvivor1区，这样保证了一段时间内总有一个survivor区为空。经过多次Minor GC仍然存活的对象移动到老年代。老年代存储长期存活的对象，占满时会触发Major GC=Full GC，GC期间会停止所有线程等待GC完成，所以对响应要求高的应用尽量减少发生Major GC，避免响应超时。Minor GC ：清理年轻代 Major GC ：清理老年代Full GC ：清理整个堆空间，包括年轻代和永久代所有GC都会停止应用所有线程。

运行时常量池

动态链接

read

本地库接口Native InterfaceJNI

相关资料存放地址：https://github.com/zhonghuasheng/Tutorial

notify/notifyAll

本地方法栈Native Method Stack

Thread.yeild()不让锁

同步阻塞

JMX

异常完成出口

Host C

Context Value

栈帧n

垃圾回收器GC

Engine Value

LockSupport.parkNanos(n)

Host Value

多核CPU内存交互架构

获得锁

assign

知识点：Stop-the-World：JVM执行任何一种GC算法时是会停止应用程序的执行的，所以大多数GC优化都是从减少Stop-the-world发生的时间来提高程序性能。SafePoint：安全点。在JVM进行可达性分析的时候要在安全点进行，这个点是所有线程都被冻结，避免出现分析过程中对象的引用关系还在不断变化。前面说的程序停止不是随便停止，而是到达安全点之后再停顿下来。产生安全点的地方有：方法调用，循环跳转，异常跳转等年轻代区的垃圾收集器1、Serial收集器　　单线程收集器，进行垃圾收集的时候必须暂停其他所有工作线程，直到收集结束。对于运行在client模式下的虚拟机是个很好的选择。可以通过设置-XX:+UseSerialGC进行使用，使用的是复制算法回收。2、ParNew收集器　　使用多条线程进行垃圾收集，其余行为和Serial收集器一样，可以和CMS收集器配合工作。可以通过设置-XX:+UseParNewGC进行使用，一般使用在server模式下。使用的是复制算法回收。3、Parallel Scavenger收集器　　前面两个收集器在于关注用户线程停顿时间，而这个收集器关注点在于达到一个可控的吞吐量【吞吐量=运行用户代码时间/（运行用户代码时间+垃圾收集时间）】，适合在后台运算不需要太多交互的任务。可以通过设置-XX:+UseParallelGC进行使用，是在server模式下的默认收集器。使用的是复制算法回收。老年代区的垃圾收集器1、Serial Old收集器单线程收集器，进行垃圾收集的时候必须暂停其他所有工作线程，直到收集结束。client模式下的虚拟机默认的老年代收集器。可以通过设置-XX:+UseSerialOldGC进行使用，使用的是标记-整理算法回收。2、Parallel Old收集器　　配合年轻代为Parallel Scavenger收集器使用的，行为都与Parallel Scavenger收集器差不多只是算法不一样。同样适合在后台运算不需要太多交互的任务。可以通过设置-XX:+UseParallelOldGC进行使用。使用的是标记-整理算法回收。3、CMS收集器　　是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，可以通过设置-XX:+UseConcMarkSweepGC进行使用。基于标记-清除算法。运动过程有6个步骤：　　初始标记：需要虚拟机进行stop-the-world，仅标记一下GC Roots所能连接到的对象　　并发标记：进行GC Roots 追踪的过程，这时候程序不会停顿　　并发预清理：查找执行并发标记阶段从年轻代进入老年代的对象。　　重新标记：进行stop-the-world，扫描CMS堆中的剩余对象　　并发清除：清理垃圾对象，程序不会停顿　　并发重置：重置CMS收集器的数据结构　　使用这个收集器使得用户进程能在运行的时候进行清理垃圾对象。在清理过程中产生的垃圾对象会由下一次再回收。但是由于使用的是标记-清除算法，容易使得内存碎片化。4、G1收集器　　这是一个既用于年轻代也用于老年代的收集器。使用G1收集器时Java堆就会与使用其他收集器的布局不同。它是将整个Java堆内存划分为多个大小相等的Region，这样年轻代和老年代就不再物理隔离。　　可以通过设置-XX:+UseG1GC进行使用，使用的是复制+标记-整理算法回收。这样就不会出现内存碎片化。　　具备如下特点：　　并行与并发，使用多个CPU来缩短stop-the-world的停顿时间，这样在GC的时候不需要停顿Java线程。使得GC和用户线程并发执行。　　分代收集：G1是存在于年轻代和老年代的收集器。年轻代使用负责算法，老年代使用收集器。　　空间整合。是基于标记-整理的算法实现的。可以解决内存碎片的问题。　　可预测的停顿。能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间片段内。

synchronized代码块

Context A

Executor(并发相关)

Container

RUNNABLE

出栈

Context Pipeline

来回切换

即时编译器编译后的代码

load

To Survivor1

* JVM共享数据空间包括新生代、老年代、永久代。其中新生代、老年代属于Java堆。* 堆空间内存分配（默认情况下）老年代：三分之二的堆空间年轻代：三分之一的堆空间 eden区： 8/10 的年轻代空间 survivor0 : 1/10 的年轻代空间 survivor1 : 1/10 的年轻代空间

lock

时间到，主线程继续运行

Processor协议处理接口

调用者栈帧

CPU缓存

Context C

Wrapper Value

Jasper(JSP引擎)

子线程运行完，主线程才能继续

GC垃圾回收

类加载子系统ClassLoader Sub System

Host Pipeline

t.join(n)让锁

Naming(命名服务)

程序计数器Program Counter Register

-Xms最小堆空间 -Xmx最大堆空间

Wrapper B

Value B

Container处理请求使用的是Pipeline-Valve管道来处理Pipeline：管道 Valve：阀门Pipeline-Value使用的是责任链模式，在一个request请求的过程中有很多处理者对请求进行处理，每个处理者负责做自己相应的处理，处理完后将处理的请求返回，再让下一个处理者继续处理。Pipeline-Valve使用的责任链模式和普通的责任链模式有些不同！区别主要有以下两点：（1）每个Pipeline都有特定的Valve，而且是在管道的最后一个执行，这个Valve叫做BaseValve，BaseValve是不可删除的；（2）在上层容器的管道的BaseValve中会调用下层容器的管道。Container包含四个子容器，而这四个子容器对应的BaseValve分别在：StandardEngineValve、StandardHostValve、StandardContextValve、StandardWrapperValve。

中间代码生成器

JDK1.7

方法区Method Area

元空间

新生代Young GenMontor GC-Xmn设置新生代大小

Protocol Handler

READY就绪

Prepare

Connector C

其他程序

RUNNING运行

对象