《深入理解Java虚拟机》读书笔记思维导图模板

第一部分走进Java

虚拟机实例

一个JAVA程序对应一个虚拟机实例，以main()为开始

内部线程分类

守护线程

非守护线程

虚拟机的退出

所有非守护线程终止

调用exit()方法

虚拟机体系结构

创建新线程

PC寄存器

栈

分类

JAVA栈

本地方法栈

组成

栈帧

JVM的类型

Server VM

Client VM

JVM的工作模式

-Xint

解释模式

-Xcomp

编译模式

-Xmixed

混合模式

类装载子系统

类装载顺序

装载

连接

验证

准备

解析

初始化

第二部分自动内存管理机制

第1章运行时数据区

方法区

运行时常量池

字段信息

方法信息

类(静态)变量

指向ClassLoader类的引用

指向Class类的引用

堆

程序计数器

PC寄存器

虚拟机栈

本地方法栈

第2章 HotSpot虚拟机对象探秘

2.1 对象的创建

分配方式

指针碰撞

空闲列表

2.2 对象的内存布局

对象头

自身运行时数据

哈希码

GC分代年龄

锁状态标识

自身持有的锁

偏向线程ID

偏向时间戳

类型指针

实例数据

对齐填充

起占位符的作用

2.3 对象的访问定位

使用句柄

Java堆中划分出一块内存作为句柄池

直接指针

第3章垃圾收集器与内存分配策略

3.2 对象已死吗？

引用计数算法

弊端：循环引用

可达性算法

GC Roots

虚拟机栈中引用的对象

方法区中静态属性引用的对象

方法区中常量引用的对象

本地方法栈中JNI引用的对象

对象引用

JDK1.2之后扩充

强引用

弱引用

软引用

虚引用

生存还是死亡

回收方法区

3.3 垃圾收集算法

标记-清除算法

缺点：耗时，耗空间

标记、清除效率低

产生大量不连续内存碎片

复制算法

效率高，但是内存缩小为原来一半，空间代价过大

标记-整理算法

对老年代进行标记整理

分代收集算法

新生代

复制算法

老年代

标记清除

标记整理

3.4 Hotspot算法实现

枚举根节点

安全点

GC时所有的线程需要中断。程序可以GC的特殊点。

抢先式中断

主动式中断

安全区域

GC安全的区域

3.5 垃圾收集器

serial收集器

新生代，串行，单线程，复制算法

ParNew收集器

新生代，并行，serial的多线程版本，复制算法

仅用于新生代GC

parallel scavengel收集器

新生代，多线程，复制算法；达到可控的吞吐量

serial old收集器

老年代，串行，单线程，标记整理算法

parallel old收集器

老年代，并行，多线程，标记整理算法

cms收集器

老年代，多线程并发，标记清除算法

初始标记

并发标记

重新标记

STW

并发清除

G1收集器

优点

并行并发

分代收集

空间整合

可预测的停顿

运行步骤

初始标记

STW

并发标记

最终标记

短暂STW

筛选回收

3.6 内存分配与回收策略

对象优先在Eden分配

大对象直接进入老年代

长期存活的对象将进入老年代

动态对象年龄判定

空间分配担保

第4章虚拟机性能监控与故障处理工具

4.2 jdk的命令行工具

jps

jstat

jinfo

jmap

jhat

jstack

hsdis

4.3 jdk的可视化工具

jsonsole

visualvm

第5章调优案例分析与实战

第三部分虚拟机执行子系统

第6章类文件结构

6.3 class类的文件结构

类C伪结构

无符号数

u1/u2/u4/u8

表

_info结尾

6.3.1魔数与Class文件的版本

u4:magic_number

0xCAFEBABE（cafe babe）

版本号

u2:minor_version

u2:major_version

版本号从45开始，向前兼容

6.3.2常量池

u2:constant_pool_count

cp_info:constant_pool

主要存放

字面量

文本字符串、final常量

符号引用

类和接口的全限定名

字段的名称和描述符

方法的名称和描述符

6.3.3访问日志

u2:access_flags

6.3.4类索引、父类索引与接口索引集合

u2:this_class

u2:super_class

u2:interfaces_count

u2:interfaces

6.3.5字段表集合

u2:fields_count

field_info:fields

6.3.6方法表集合

u2:methods_count

method_info:methods

6.3.7属性表集合

u2:attributes_count

attribute_info:attributes

6.4字节码指令简介

6.4.1字节码与数据类型

数据类型

基本类型

数值类型

浮点类型

float

double

整数类型

byte

short

int

long

char

boolean

returnAddress

引用类型

类

接口

数组

方法参数传递

按值传递

按引用传递

对象做参数

6.4.2加载和存储指令

6.4.3运算指令

6.4.4类型转换指令

6.4.5对象创建与访问指令

6.4.6操作数栈管理指令

6.4.7控制转移指令

6.4.8方法调用和返回指令

6.4.9异步处理指令

6.4.10同步指令

6.5公有设计和私有实现

6.6class文件结构的发展

第7章虚拟机类加载机制

7.2类加载的时机

有且只有5种情况立即“初始化”类

new对象时；调用类的静态字段或者方法时

对类反射调用时

初始化类而其父类未初始化时，先初始化父类

虚拟机启动时，初始化主类(包含main方法的类)

JDK1.7动态语言支持，REF_*句柄对应的类

7.3类加载的过程

类的生命周期7阶段

加载

3件事

获取二进制字节流

ZIP读取

网络读取:Applet

运行时计算生成:反射

其他文件生成:JSP

数据库读取:中间件服务器

二进制字节流转化为方法区数据结构

内存中生成java.lang.Class对象

数组类加载

数组类本身由java虚拟机直接创建，&#13; 数组类的元素类型由类加载器创建

数组类创建3原则

数组类是引用类型，在类加载器的类名空间上被标识

数组类不是引用类型(int[])，标记为与引导类加载器关联

数组类的可见性与其组件类型一致，组件为非引用类型，默认public

连接

验证

文件格式验证

元数据验证

字节码验证

符号引用验证

准备

在方法区中为类变量（static、final等修饰）分配内存和设置初始值&#13; （准备阶段只赋默认值如0等）

解析

是符号引用替换为直接引用的过程

符号引用

不一定已加载到内存

直接引用

一定已加载到内存

解析动作

类或接口的解析

字段解析

类方法解析

接口方法解析

初始化

真正开始执行类中定义的Java程序代码（字节码）

执行类构造器&lt;clinit()&gt;方法

使用

卸载

7.4类加载器

源起

“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”

这个动作在Java虚拟机外部实现

实现这个动作的代码模块称为“类加载器”

类与类加载器

每一个类加载器都有一个独立的类命名空间

双亲委派模型

类加载器种类

启动类加载器&#13;<br>BootStrap Classloader

C++实现，是虚拟机自身的一部分

扩展类加载器&#13; Extension ClassLoader

Java实现，独立于虚拟机之外&#13; 并且全部继承自抽象类：java.lang,ClassLoader

应用程序类加载器&#13; Application ClassLoader

破坏双亲委派模型

第8章虚拟机字节码执行引擎

8.2运行时栈帧结构

局部变量表

操作数栈

动态连接

方法返回地址

返回信息

8.3方法调用

8.4基于栈的字节码解释执行引擎

第9章类加载机制执行子系统的案例与实战

第四部分程序编译与代码优化

第10章早期(编译期)优化

10.2Javac编译器

10.3Java语法糖的味道

10.4插入式注解处理器

第11章晚期(运行期)优化

第五部分高效并发

第12章 Java内存模型与线程

12.2硬件的效率与一致性

12.3Java内存模型

主内存与工作内存

内存间交互操作

八种操作

lock锁定

unlock解锁

read读取

load载入

use使用

assign赋值

store存储

write写入

八条规则

对于volatile型变量的特殊规则

对于long和double型变量的特殊规则

原子性、可见性和有序性

先行发生原则

12.4Java与线程

线程的实现

使用内核线程实现

使用用户线程实现

使用用户线程加轻量级进程混合实现

Java线程调度

协同式

抢占式

状态转换

新建

运行

无限期等待

限期等待

阻塞

结束

第13章线程安全

13.2线程安全

Java语言中的线程安全

共享数据分类

不可变

绝对线程安全

相对线程安全

线程兼容

线程对立

线程安全的实现方法

互斥同步

非阻塞同步

无同步方案

13.3锁优化

自旋锁与自适应自旋

锁消除

锁粗化

轻量级锁

偏向锁