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洪真英,java常识大餐附图,张维为

jvm 一艾佛钢行代码是怎样运转的

首要,java代码会被编译成字节码,字节码便是java虚拟机界说的一种编码格局,需求java虚拟机才干够解析,java虚拟机需求将字节码转化亚洲美成机器码才干在cpu上履行。 咱们能够用硬件完成虚拟机,这样尽管能够进步功率可是就没有了一次编译处处运转的特性了,所以一般在各个平台上用软件来完成,现在的虚拟机还供给了一套运转环境来进行废物收回,数组越界查看,权限校验等。虚拟机一般将一行字节码解说成机器码然后履行,称为解说履行,也能够将一个办法内的一切字节码解说成机器码之后在履行,前者履行功率低,后者会导致发动时间慢,一般依据二八规律,将百分之20的热门代码进行即时编译。JIT编译的机器码存放在一个叫codecache的当地,这块内存归于堆外内存,假如这块内存不够了,那么JIT编译器将不再进行即时编译,或许导致程序运转变慢。

jvm怎样加载一个类

第一步:加载,双亲派遣:发动类加载器(jre/lib),体系扩展类加载器(ext/lib),运用类加载器(classpath),前者为c++编写,所以体系加载器的parent为空,后边两个类加载器都是经过发动类加载器加载完成后才干运用。加载的进程便是查找字节省,能够经过网络,也能够自己在代码生成,也能够来历一个jar包。别的,同一个类,被不同的类加载器加载,那么他们将不是同一个类,java中经过类加载器和类的称号来界定仅有,所以咱们能够在一个运用成存在多个同名的类的不同完成。

第二步:链接:(验证,预备,解析) 验证首要是校验字节码是否契合约束条件,一洪真英,java知识大餐附图,张维为般在字节码注入的时分重视的比较多。预备:给静态字段分配内存,可是不会初始化,解析首要是为了将符号引证转化为实践引证,或许会触发办法中引证的类的加载。

第三步:初始化,假如赋值的静态变量是根底类型或许字符串而且是final的话,该字段将被符号为常量池字段,别的静态变量的赋值和静态代码块,将被放在一个叫cinit的办法内被执老日行,为了确保cinit办法只会被履行一次,这个办法会加锁,咱们一般完成单例形式的时分为确保线程安全,会运用类的初始化上的锁。 初始化只要在特定条件下才会被触发,例如new 一个目标,反射被调用,静态办法被调用等。

java目标的内存布局

java中每一个非根本类型的目标,都会有一个目标头,目标头中有64位作为符号字段,存储目标的哈希码,gc信息,锁信息,别的64位存储class目标的引证指针,假如敞开指针紧缩的话,该指针只需求占用32位字节。

Java目标中的字段,会进行重排序,首要为了确保内存对齐,使其占用的空间正好是8的倍数,缺乏8的倍数会进行填充,所以想知道一个特点相对目标其始地址的偏移量需求经过unsafe里的fieldOffset办法,内存对齐也为了防止让一个特点存放在两个缓存行中,disruptor中为了确保一个缓存行只能被一个特点占用,也会用空目标进行填充,由于如洪真英,java知识大餐附图,张维为果和其他目标共用一个缓存行,其他目标的失效会将整个缓存行失效,影响功能开支,jdk8中引入了contended注解来让一个特点独占一个缓存行,内部也是进行填充,用空间交流时间,怎样核算一个目标占用多少内存,假如不精确的话就进行遍历然后加上目标头,这种状况没办法考虑重排序和填充,假如精确的话只能经过javaagent的instrument东西。

反射的原理

反射真的慢么?

首要class.forname和class.getmethod 第一个是一个native方武汶妍法,第二个会遍历自己和父类中的办法,并回来办法的一个仿制,所以这两个办法功能都不好,主张在运用层进行缓存。 而反射的详细调用有两种办法,一种是调用本地native办法,一种是经过动态字节码生成一个类来调用,默许选用第一种,当被调用15次之后,选用第二种动态字节码办法,由于生成字节码也耗时,假如只调用几回没必要,而第一种办法由于需求在java和c++之间切换,native 办法自身功能耗费严峻,所以关于热门代码频频调用反射的话,功能并不会很差。

特点洪真英,java知识大餐附图,张维为的反射,选用unsafe类中setvalue来完成,需求传入该特点相关于目标其始地址的偏移量,也便是直洪真英,java知识大餐附图,张维为接操作内存。其实便是依据这个特点在内存中的开端地址和类型来读取一个字段的值,在L自weiockSupport类中,park和unpark办法,设置谁将线程挂起的时分也有用到这种办法。

动态署理

java自身的动态署理也是经过字节码完成的

Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader,Class

东西类中需求供给 类加载器,需求完成的接口,拦截器的完成,也便是需求在InvocationHandler中调用原方牛六记法并做增强处理。而且这个完成,必定会被放到新生成的动态署理类里。

生成动态署理类的过程:先经过声明的接口生成一个byte数组,这个数组便是字节省,经过传入的类加载进行加载生成一个class目标,这个class 里边有个结构办法接纳一个参数,这个参数便是InvocationHandler,经过这个结构办法的反射获取一个实例类,在这个class里边,接口的完成中会调用InvocationHandler,而这个class目标为了防止生成太多又没有被收回,所所以一个弱引证目标。

jvm的内存模型

并发问题的本源:可见性,原子性,乱序履行

java内存模型界说了一些规矩来制止cpu缓存和编译器优化,happen-before用来描绘两个操作的内存的可见性,有以下6条

  • 1.程序的次序履行,前一个句子对后一个句子可见 (当两个句子没有依靠的状况下仍是能够乱序履行)
  • 2.volatile变量的写对另一个线程的读可见
  • 3.happen-before 具有传递性
  • 4.一个线程对锁的开释对别的一个线程的获取锁可见 (也便是一个线程在开释锁之前对同享变量的操作,别的一个线程获取锁后会看的到)
  • 5.线程a调用了线程b的start()办法,那么线程a在调用start办法之前的操作,对线程b内的run()办法可见
  • 6.线程a调用了线程b的join办法,那么线程b里的一切操作,将对线程a调用join之后泡泡反击的操作可见。

jvm的废物收回

两种完成:引证计数和可达性剖析,引证计数会呈现循环引证的问题,现在一般选用可达性剖析。

为了确保程序运转线程和废物收回线程不会发作并发影响,jvm选用安全点机制来完成stop the world,也便是当废物搜集线程主张stop the world恳求后,作业线程开端进行安全点检测,只要当一切线程都进入安全点之后,废物搜集线程才开端作业,在废物搜集线程作业进程中,作业线程每履行一行代码都会进行安全点检测,假如这行代码安全就持续履行,假如这行代码不安全就将该线程挂起,这样能够确保废物搜集线程运转进程中,作业线程也能够持续履行。

安全点:例如堵塞线程肯定是安全点,运转的jni线程假如不拜访java目标也是安全的,假如线程正在编译生成机器码那他也是安全的,Java虚拟机在有废物收回线程履行期间,每履行一个字节码都会进行安全检测。

根底废物搜集算法:铲除算法会形成废物碎片,铲除后收拾紧缩糟蹋cpu耗时,仿制算法糟蹋内存。

根底假定:大部分的java目标只存活了一小段时间,只要少部分java目标存活好久。新建的目标放到新生代,当经过屡次废物收回还存在的,就把它移动到老时代。针对不同的区域选用不同的算法。由于新生代的目标存活周期很短,常常需求废物收回,所以需求选用速度最快的算法,也便是仿制,所以新生代会分红两块。一块eden区,两块巨细相同的survivor区。

新的目标默许在eden区进行分配,由于堆空间是同享的,所以分配内存需求加锁同步,否则会呈现两个目标指向同一块内存,为了防止频频的加锁,一个线程能够请求一块接连内存,后续内存的分配就在这儿进行,这个计划称为tlab。tlab里边保护两个指针,一个是当时空余内存开端方位,别的一个tail指向尾巴请求的内存完毕方位,分配内存的时分只需求进行指针加法并判别是否大于tail,假如超越则需求从头请求tlab。

假如eden区满了则会进行一次minorGc ,将eden区的存活目标和from区的目标移动到to区,然后交流from和to的指针。

废物搜集器的分类:针对的区域,老时代仍是新生代,串行还秦书培是并行,选用的算法分类仿制仍是符号收拾

g1 依据可控的中止时间,添加吞吐量,替代cms g1将内存分为多个块,每个块都或许是 eden survivor old 三种之一 首要铲除满是废物的快 这样能够快速开释内存。

假如发现JVM常常进行full gc 怎样排查?

不断的进行full gc表明虐腹仔微博或许老时代目标占有巨细超越阈值,而且经过屡次full gc仍是没有降到阈值以下,所以猜想或许老时代里有许多的数据存活了好久,或许是呈现了内存走漏,也或许是缓存了许多的数据一向没有开释,咱们能够用jmap将余薇邵城gc日志dump下来,剖析下哪些目标的实例个数许多,以及哪些目标占用空间最多,然后结合代码进行剖析。

并发和锁

线程的状况机

线程池参数:中心线程数,最大线程数,线程工厂,线程闲暇时间,使命行列,回绝战略 先创立中心线程,之后放入使命行列,使命行列满了创立线程直到最大广头地涡虫线程数,在超越最大线程数就会回绝,线程闲暇后超越中心线程数的会开释,中心线程也能够经过配顾曦之置来开释,针对那些一天只跑一个使命的状况。newCachedThreadPool线程池会导致创立许多的线程钟沛枝,由于用了同步行列。

synchronized

同步块会有一个monitorenter和多个monitorexist ,重量级锁是经过linux内核pthread里的互斥锁完成的,包括一个waitset和一个堵塞行列。 自旋锁,会不断测验获取锁,他会导致其他堵塞的线程没办法获取到锁,所以他是不公正锁,而轻量级锁和倾向锁,均是在当时目标的目标头里做符号,用极上亲父cas办法设置该符号,首要用于多线程在不一起间点获取锁,以及单线程获取锁的状况,然后防止重量级锁的开支,锁的晋级和降级也需求在安全点进行。

  • reentrantlock相对synchronized的优势:能够操控公正仍是非公正,带超时,呼应中止。
  • CyclicBarrier 多个线程彼此等候,只要一切线程悉数完成后才告诉一同持续 (调用await 直到一切线程都调用await才一同康复持续履行)
  • countdownlatch 一个线程等候,其他线程履行完后它才干持续。(调用await后被堵塞,直到其他当地调用countdown()将state减到1 这个当地的其他能够是其他多个线程也能够其他单个使命)
  • semaphore 同一个时间只运转n个线程,约束一起作业的线程数目。
  • 堵塞行列一般用两个锁,以及对应的条件锁来完成,默许为INTEGER.MAX为容量,而同步行列没有容量,优先级行列内部用红黑树来完成。
假如要频频读取和刺进主张用concurrenthashmap 假如频频修正主张用 concurrentskiplistmap,copyonwrite合适读丑娘多夫多写少,写的时分进行仿制,并加锁。读不加锁,或许读取到正在修正的旧值。concurrent系列实践上都是化州矛啪网弱一致性,而其他的都是fail-fast,抛出ConcurrentModificationException,而弱一致性答应修正的时分还能够遍历。例如concurrent类的size办法或许不是百分百精确。

AQS 的设洪真英,java知识大餐附图,张维为计,用一个state来表明状况,一个先进先出的行列,来保护正在等候的线程,供给了acquire和release来获取和开释锁,锁,条件,信号量,其他并发东西都是依据aqs完成。

字符串

字符串能够经过intern()办法缓存起来,放到永久代,一般一个字符串声明的时分会查看常量区是否存在,假如存在直接回来其地址,字符串是final的,他的hashcode算法选用31进制相加,字符串的拼接需求创立一个新的字符串,一般运用stringbuilder。String s1 = "abc"; String s2 = "abc"; String s1 = new 洪真英,java知识大餐附图,张维为String("abc"); s1和s2或许是持平的,由于都指向常量池。

智力大冲关

调集

  • vector 线程安全,arraylist 完成 randomaccess 经过数组完成支撑随机拜访,linkedlist 双向链表能够支撑快速的刺进和删去。
  • treeset 依靠于 treemap 选用红黑树完成,能够支撑次序拜访,可是刺进和删去复杂度为 log(n)
  • hashset 依靠于 hashmap 选用哈希算法完成,能够支撑常数等级的拜访,可是不能确保有序
  • linkedhashset 在hashset的节点上加了一个双向链表,支撑依照拜访和刺进次序进行拜访
  • hashtable早版别完成,线程安全 不支撑空键。
  • hashmap:依据key的hashcode的低位进行位运算,由于高位抵触概率较高,依据数组长度核算某个key对应数组方位,相似求余算法,在put的时分会进行初始化或许扩容,当元素个数超越 数组的长度乘以负载因子的时分进行扩容,当链表长度超越8会进行树化,数组的长度是2的多少次方,首要便利位运算,另一个优点是扩容的时分搬迁数据只需求搬迁一半。当要放 15个元素的时分,一般数组初始化的长度为 15/0.75= 20 然后对应的2的多少次方,那么数组初始化长度为 32.
  • ConcurrentHashMap 内部保护了一个segment数组,这个segment承继自reentrantlock,他自身是一个hashmap,segment数组的长度也便是并发度,一般为16. hashentry内部的value字段为volatile来确保可见性.size()办法需求获取一切的segment的锁,而jdk8的size()办法用一个数组存储每个segment对应的长度。

io

输入输出流的数据源有 文件流,字节数组流,目标流 ,管道。带缓存的输入流,需求履行flush,reader和writer是字符流,需求依据字节省封装。

bytebuffer里边有position,capcity,limit 能够经过flip重置换,一般先写入之后flip后在从头开端读。

文件仿制 假如用一个输入流和一个输出流功率太低,能够用transfer办法,这种形式不用到用户空梅南林间,直接在内核进行仿制。

一个线程洪真英,java知识大餐附图,张维为一个衔接针对堵塞形式来说功率很高,可是吞吐量起不来,由于没办法开那么多线程,而且线程切换也有开支,一般用多路复用,依据事情驱动,一个线程去扫描监听的衔接中是否有安排妥当的事情,有的话交给作业线程进行读写。一般用这种办法完成C10K问题。

堆外内存(direct) 一般合适io频频而且长时间占用的内存,一般主张重复运用,只能经过Native Memory Tracking(NMT)来确诊,MappedByteBuffer能够经过FileChannel.map来创立,能够宋智苑在读文件的时分少一次内核的仿制,直接将磁盘的地址映射到用户空间,运用户感觉像操作本地内存相同,只要当发作缺页反常的时分才会触发去磁盘加载,一次只会加载要读取的数据页,例如rocketmq里一次映射1g的文件,并经过在每个数据页写1b的数据进行预热,将整个1G的文件都加载到内存。

规划形式

  • 创立目标:工厂 构建 单例
  • 结构型: 门面 装修 适配器 署理
  • 行为型:职责链 观察者 模版
  • 封装(躲藏内部完成) 承继(代码复用) 多态(办法的重写和重载)
  • 规划准则:单一责备,开关准则,里氏替换,接口别离,依靠回转

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