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深入JVM内核原理-2.JVM运行机制

深入JVM内核原理-2.JVM运行机制

作者: 笨鸡 | 来源:发表于2019-07-18 23:32 被阅读0次

    1.JVM启动流程

    JVM启动流程.png

    2.JVM基本结构

    JVM基本结构.png
    • PC寄存器
      • 每个线程拥有一个PC寄存器
      • 在线程创建时 创建
      • 指向下一条指令的地址
      • 执行本地方法时,PC的值为undefined
    • 方法区
      • 保存装载的类信息
        • 类型的常量池 JDK6时,String等常量信息置于方法
        • 字段,方法信息 JDK7时,String等常量信息移动到了堆
        • 方法字节码
        • JDK6时,String等常量信息置于方法,JDK7时,移动到了堆
      • 通常和永久区(Perm)关联在一起
    • Java堆
      • 和程序开发密切相关
      • 应用系统对象都保存在Java堆中
      • 所有线程共享Java堆
      • 对分代GC来说,堆也是分代的
      • GC的主要工作区间
    Eden From Survivor To Survivor Tenured
    新生代 新生代 新生代 老年代
    • Java栈
      • 线程私有
      • 栈由一系列帧组成(因此Java栈也叫做帧栈)
      • 帧保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针
      • 每一次方法调用创建一个帧,并压栈
      • Java栈 - 栈上分配
        • 小对象(一般几十个bytes),在没有逃逸的情况下,可以直接分配在栈上
        • 直接分配在栈上,可以自动回收,减轻GC压力
        • 大对象或者逃逸对象无法栈上分配
    Java栈.png
    帧栈.png
    操作数栈.png
    栈上分配.png
    栈上分配1.png
    栈堆方法区交互.png
    • 内存模型
    内存模型.png
    JMM.png
    volatile.png
    • 可见性
      • 一个线程修改了变量,其他线程可以立刻知道
    • 保证可见性的方法
      • volatile
      • synchronized(unlock之前,写变量值回主存)
      • final(一旦初始化完成,其他线程就可见)
    • 有序性
      • 在本线程内,操作都是有序的
      • 在线程外观察,操作都是无序的。(指令重排或主内存同步延时)
    • 指令重排
      • 线程内串行语义
        • 写后读 a=1;b=a; 写一个变量之后,再读这个位置。
        • 写后写 a=1;a=2; 写一个变量之后,再写这个变量。
        • 读后写 a=b;b=1; 读一个变量之后,再写这个变量。
        • 以上语句不可重排
        • 编译器不考虑多线程间的语义
        • 可重排 eg: a=1;b=2;
    happen before.png
    synchronized.png
    • 指令重排的基本原则
      • 程序顺序原则:一个线程内保证语义的串行性
      • volatile规则:volatile变量的写,先发生于读
      • 锁规则:解锁(unlock)必然发生在随后的加锁(lock)前
      • 传递性:A先于B,B先于C 那么A必然先于C
      • 线程的start方法先于它的每一个动作
      • 线程的所有操作先于线程的终结(Thread.join())
      • 线程的中断(interrupt())先于被中断线程的代码
      • 对象的构造函数执行结束先于finalize()方法
    • 解释运行
      • 解释执行以解释方式运行字节码
      • 解释执行的意思是:读一句执行一句
    • 编译运行(JIT)
      • 将字节码编译成机器码
      • 直接执行机器码
      • 运行时编译
      • 编译后性能有数量级的提升

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