JVM理论知识准备

JVM

1：JVM基础知识

1. 什么是JVM
   1. JVM是一种规范
   2. 也是一种运行在操作系统之上的虚拟操作系统，也叫虚拟机；当然也存在一种基于硬件的JVM实现（具体的名字有点忘记了），这种作者自己理解的话认为也算是操作系统了
2. 常见的JVM　　
   1. Oracle HotSpot（原SUN，不过也是收购来的），虽然是商用的，对应也有开源的版本
   2. Oracle JRockit（原BEA），现在已经被整合到HotSpot，算是废了吧（不过两套标准不太一样，其实整合的东西不多）
   3. IBM J9
   4. Azul ZING 

2：ClassFileFormat

　　1、二进制Class文件的格式，这个比较复杂，建议自己看JVM规范文档吧，https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se14/jvms14.pdf

　　2、大致是

　　　　

ClassFile {
 u4 magic; // 魔数，姑且当做是用来直接判断是否class文件的一个特定数值
 u2 minor_version; // 小版本号
 u2 major_version; // 大版本号
 u2 constant_pool_count; // 常量池大小，常量池实际数量要-1
 cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];// 常量池，姑且也认为是副本池吧，后面要用的数据在这里
 u2 access_flags;　　　　// 访问标志，就是public、private这些
 u2 this_class;　　　　　// class的类型，好像是指向常量池
 u2 super_class;　　　　 // 父类类型
 u2 interfaces_count;　　// 实现的接口数量
 u2 interfaces[interfaces_count];// 实际的接口信息
 u2 fields_count;　　　　// 成员变量（字段）数量
 field_info fields[fields_count]; // 具体的字段信息
 u2 methods_count; // 方法数量
 method_info methods[methods_count]; // 具体的方法信息
 u2 attributes_count;　　// 属性数量
 attribute_info attributes[attributes_count]; // 具体的属性信息
}

intellij idea可以用这个插件来查看对应的class文件信息，会更直观：https://plugins.jetbrains.com/plugin/9248-jclasslib-bytecode-viewer/

3：类编译-加载-初始化

ClassLoader的三个过程

1. Loading：相当于把二进制class文件加载到内存中（方法区），留一个访问入口
2. Linking
   1. Valid：校验文件格式
   2. Prepare：实例化，对静态变量设置默认值
   3. Resolution：解析变量、方法等引用到常量池为直接引用，这一部有可能是延迟加载的
3. initalzating：初始化，就是对静态变量设置初始值

4：JMM（Java Memory Model）

4.1、对象的内存布局：

　　-markword（8字节）

　　-class类型(没压缩的话是8字节，压缩后是4字节)

　　-数组的话，有个数组长度

　　-成员变量（这边是指针，没压缩的话，也是8字节，压缩后是4字节）

　　-补齐，如果最后字节数不是8的位数，则进行补齐

问题：new Object()大小，16字节，不管是否开启压缩，压缩的情况下，补齐后16字节，不压缩就直接是16字节。

markword包含信息：

　　-hashCode（如果hashCode方法被重写，则没有；偏向锁的状态下也没有，同样的位置用于存储一些和锁线程相关的信息）

　　-锁信息，两位：01无锁或偏向锁（偏向锁单独一个位判断），其他优点忘记了

　　-GC信息（年龄）

4.2、Java线程、工作内存和主内存之间的关系

5：对象

定位方式

　　1：句柄池 （指针池）间接指针，节省内存

 

　　2：直接指针，访问速度快

6：GC常用垃圾回收器

　　7.1、Serial 新生代 + Serial Old老年代　　

　　　　　单线程回收，这边指的是垃圾回收线程单线程

　　7.2、Parallel Scavenge 新生代 + Parallel Scavenge Old 老年代

　　　　  多线程并行回收（注意这里是并行回收，指的是垃圾回收线程不与工作线程同时进行，并发则是指垃圾回收线程和工作线程一起执行），目标是高吞吐量（工作时间 /（工作时间+垃圾回收时间））

　　7.3、ParNew 新生代+CMS（Concurrent Mark Sweep） 老年代

　　　　　新生代是基于Paralle Scavenge产生的，原因是因为其不能搭配CMS使用，针对的是低延迟场景（响应速度快）

　　　　　CMS是并发垃圾回收算法的里程碑，注意这边的并发是指垃圾回收可以和工作线程同时进行

　　7.4、G1（Garbage First）：全代管理器，逻辑上还存在分代模型；是一个综合性比较强的垃圾回收器，可以保证比较低的延迟下，同时有较好的吞吐量

　　　　　G1是基于CMS开发出来的，在物理上已经不再有分代的模型，只是逻辑上保留，且可以动态切换

　　　　　G1是基于Region的，Region在不同时刻可以作为不同的年代，比如年轻代或老年代，一般有四个区域：年轻代Eden、年轻代survivor、老年代、大对象区