jvm概念梳理

文章目录

1. 1. 现代CPU下程序运行
   1. 1.1. 缓存一致性
   2. 1.2. 指令重排序
   3. 1.3. 逃逸分析
2. 2. 逃逸分析优化
3. 3. happen-before原则
4. 4. GC垃圾回收
   1. 4.1. 定义垃圾
   2. 4.2. 内存中的分配
   3. 4.3. 清除方式

class文件 动态代理 静态代理

javac 编译 .java文件 为 class文件,后面.class文件转换为 机器指令

现代CPU下程序运行

多CPU –>CPU寄存器 –> 高速缓存cache –> 内存RAM

缓存一致性

多个线程可能不在一个CPU中运行,那么对于的变量可能不太一致,需要同步 volatile

指令重排序

对编译的时候对代码进行重排序,优化执行的效率,但是是一个变量,多个线程去执行的时候也行会导致,执行的变量的问题,不是说这个重排序是错的比如说不相干的变量查询,可能在CPU执行过程中可能有先后顺序的差异.

逃逸分析

相当于 你方法内的变量 需要传递出去,给别人用,不是基础类型

public static StringBuffer craeteStringBuffer(String s1, String s2) {
    StringBuffer sb = new StringBuffer();
    sb.append(s1);
    sb.append(s2);
    return sb;
}

public static String createStringBuffer(String s1, String s2) {
    StringBuffer sb = new StringBuffer();
    sb.append(s1);
    sb.append(s2);
    return sb.toString();
}

第一段代码中的sb就逃逸了，而第二段代码中的sb就没有逃逸。

使用逃逸分析，编译器可以对代码做如下优化：

一、同步省略。如果一个对象被发现只能从一个线程被访问到，那么对于这个对象的操作可以不考虑同步。

二、将堆分配转化为栈分配。如果一个对象在子程序中被分配，要使指向该对象的指针永远不会逃逸，对象可能是栈分配的候选，而不是堆分配。

三、分离对象或标量替换。有的对象可能不需要作为一个连续的内存结构存在也可以被访问到，那么对象的部分（或全部）可以不存储在内存，而是存储在CPU寄存器中。

作者：HollisChuang
链接：https://juejin.cn/post/6844903639308304397
来源：稀土掘金
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逃逸分析优化

针对上面第三点，当一个对象没有逃逸时，可以得到以下几个虚拟机的优化。

1) 锁消除

我们知道线程同步锁是非常牺牲性能的，当编译器确定当前对象只有当前线程使用，那么就会移除该对象的同步锁。

例如，StringBuffer 和 Vector 都是用 synchronized 修饰线程安全的，但大部分情况下，它们都只是在当前线程中用到，这样编译器就会优化移除掉这些锁操作。

锁消除的 JVM 参数如下：

• 开启锁消除：-XX:+EliminateLocks
• 关闭锁消除：-XX:-EliminateLocks

锁消除在 JDK8 中都是默认开启的，并且锁消除都要建立在逃逸分析的基础上。

2) 标量替换

首先要明白标量和聚合量，基础类型和对象的引用可以理解为标量，它们不能被进一步分解。而能被进一步分解的量就是聚合量，比如：对象。

对象是聚合量，它又可以被进一步分解成标量，将其成员变量分解为分散的变量，这就叫做标量替换。

这样，如果一个对象没有发生逃逸，那压根就不用创建它，只会在栈或者寄存器上创建它用到的成员标量，节省了内存空间，也提升了应用程序性能。

标量替换的 JVM 参数如下：

• 开启标量替换：-XX:+EliminateAllocations
• 关闭标量替换：-XX:-EliminateAllocations
• 显示标量替换详情：-XX:+PrintEliminateAllocations

标量替换同样在 JDK8 中都是默认开启的，并且都要建立在逃逸分析的基础上。

3) 栈上分配

当对象没有发生逃逸时，该对象就可以通过标量替换分解成成员标量分配在栈内存中，和方法的生命周期一致，随着栈帧出栈时销毁，减少了 GC 压力，提高了应用程序性能。

happen-before原则

• 程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happens-before于该线程中的任意后续操作。

• 监视器锁规则：对一个锁的解锁，happens-before于随后对这个锁的加锁。

• volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens-before于任意后续对这个volatile域的读。

• 传递性：如果A happens-before B，且B happens-before C，那么A happens-before C。

GC垃圾回收

定义垃圾

1. 引用计数算法
2. 可达性分析算法

内存中的分配

主要是手机heap(堆内存)主要是堆内存最大,同时是零碎的不像 stack(栈内存)是在方法调用完或者方法的引用完后就自动回收的.

目前堆内存中主要是初始化好的对象实例,和对象实例的类里面的变量,

• 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象

• 方法区中类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（即一般说的 Native 方法）引用的对象

Java 堆(Java Heap)是JVM所管理的内存

清除方式

1.标记清除算法

…

2.复制算法

…

3.标记整理算法

…

参考链接:

• 咱们从头到尾说一次 Java 垃圾回收

• Java内存模型（JMM）总结 - 知乎

• 深入理解Java中的逃逸分析 - 掘金

• 面试问我 Java 逃逸分析，瞬间被秒杀了。。 - 知乎