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JVM原理和工具

2020-07-13 15:38:49   0  举报

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另类总结JVM

JVM

软件开发

后端开发

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作者其他创作

大纲/内容

拾遗

shutdownhook

优雅停止服务

Runtime.getRuntime().addShutdownHook()

场景

程序正常退出

Ctrl + C

System.exit()

kill $pid

系统关闭

锁

多工具

jps

jinfo

jmap

jmap -heap $pid

jmap -histo:live $pid|head -n 20

jmap -dump:format=b,file=filename.dump $pid

jstat

jstat -gcutil $pid 1s

jstack

jstack -l $pid

jconsole

visual vm

java mission control

四程（动态过程）

编译过程

源码—>字节码

词法分析

TOKEN流

语法分析

抽象语法树

语义分析

标注语法树

插入式注解处理器

字节码生成

JVM字节码

字节码—>机器码

解释器

即时编译 JIT

逃逸分析

方法内联

方法访问

循环回边

锁消除

提前编译 AOT

类加载过程

加载

双亲委派

链接

验证

准备

解析

初始化

对象分配和回收过程

对象创建

栈上分配

线程本地分配缓存 TLAB

Eden

老年代

垃圾回收

GcRoots

两静

静态属性

常量

两栈

虚拟机栈

本地方法栈

两内

内部引用：基本类型Class、常驻异常、类加载器

内部状态：JMX、JVMTI、本地代码缓存等

一锁：锁对象

四种引用

强Strongly

软Soft

弱Weak

虚Phantom

分代假说

弱分代：朝生夕灭

强分代：强者恒强

跨代：井水不犯河水

回收算法

标记-清除

标记-复制

标记-整理

技术实现

安全点、安全区域

记忆集、卡表

三色标记

垃圾回收器

新生代

Serail、ParNew、Parallel

老年代

SerailOld、ParallelOld、CMS

全堆

低延迟

ZCG、Shenandoah

线程状态转换过程

New

Runnable

Waiting

Timed Waiting

Blocked

Terminated

一令：字节码指令

字节码指令

栈指令

加载、存储

iload、istore、iconst等

运算

iadd、isub、imul、idiv、irem、ior、iand、iinc、dcmpg等

栈操作

pop、dup、swap等

语言特性

对象创建与访问

new、newarray、getfield、instanceof、checkcast等

类型转换

long、float、double

方法调用与返回

invokevitual、invokeinterface、invokespecial、invokestatic、invokedynamic

控制

ifeq、goto、lookupswitch等

异常

jsr、ret等，现在已改为使用异常表来完成

同步

monitorenter、monitorexit

字节码黑科技

两种Agent

Native Agent

通过JVMTI，订阅感兴趣的JVM事件

应用：JProfile、JRebel

Java Instrumentation

premain

javaagent:/path/agent.jar MF文件Premain-Class配置

agentmain

应用：AspectJ、Jacoco、SpringLoaded、btrace

两种Attach

VM attach

通过Unix Domain Socket 与目标JVM的Attach Listener线程进行交互

应用：jcmd、jmap -dump、jmap -histo、jstack

SA: Serviceability Agent

停顿JVM，比VM attach慢

主要调用ptrace实现

应用：jstack、jmap -F 强制模式

问题：非正常退出时，会导致目标JVM一直挂起(kill -18激活)

两种Data

PerfData

实现：/tmp/hsperfdata_$username/$pid

应用：jps、jstat

JMX

二规

Java语言规范

词法

语法

数据类型

方法

JVM规范

虚拟机内部结构

虚拟机执行的字节码类型和功能

class文件结构

类加载、链接、初始化

三“街”（静态<font color="#f15a23">结</font>构）

class文件结构

魔数

版本号：小版本、大版本

常量池个数、常量池

访问标志、类名、父类名

接口个数、接口

字段个数、字段

方法个数、方法

属性个数、属性

对象结构

对象头

markword

hashcode

gc年龄

锁标志、偏向锁线程ID、时间戳

类型指针

（数组长度）

实例数据

（对齐）

运行时内存结构

线程共享

方法区

永久代（JDK7）

-XX:MaxPermSize

元数据区（JDK8）

-XX:MaxMetaspaceSize

堆[-Xms, -Xmx]

新生代 -Xmn、-XX:SurvivorRatio

Eden

老年代 -XX:NewRatio

PC计数器

线程独享

虚拟机栈 -Xss

栈帧

局部变量表

返回地址

动态链接

指向所属方法的引用

操作数栈

附加信息

调试

性能

本地方法栈

直接内存 -XX:MaxDirectMemorySize

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