概述 在软件业发展的初期,程序编写都是以算法为核心的,程序员会把数据和过程分别作为独立的部分来考虑,数据代表问题空间中的客体,程序代码则用于处理这些数据,这种思维方式直接站在计算机的角度去抽象问题和解决问题,称为面向过程的编程思想.与此相对的是,面向对象的编程思想是站在现实世界的角度去抽象和解决问题,它把数据和行为都看做是对象的一部分,这样可以让程序员能以符合现实世界的思维方式来编写和组织程序. 面向过程的编程思想极大地提升了现代软件开发的生产效率和软件可以达到的规模,但是现实世界与计算机世界之…

第十三章 线程安全与锁优化 线程安全 java语言中的线程安全 1 不可变.Immutable 的对象一定是线程安全的 2 绝对线程安全 一个类要达到不管运行时环境如何,调用者都不需要额外的同步措施,通常需要付出很大甚至是不切实际的代价,在java api中标注自己是线程安全的类,大多数都不是绝对的线程安全 3 相对线程安全 4 线程兼容  对象本身不是线程安全的,但是可以通过在调用端正确地使用同步手段来保证对象在并发环境中可以安全使用 5 线程对立 线程安全的实现方法 1 互斥同步 Murua…

2.1 概述 对于从事C.C++程序开发的开发人员来说,在内存管理领域,他们即是拥有最高权力的皇帝又是执行最基础工作的劳动人民——拥有每一个对象的“所有权”,又担负着每一个对象生命开始到终结的维护责任. 对于Java程序员来说,不需要在为每一个new操作去写配对的delete/free,不容易出现内容泄漏和内存溢出错误,看起来由JVM管理内存一切都很美好.不过,也正是因为Java程序员把内存控制的权力交给了JVM,一旦出现泄漏和溢出,如果不了解JVM是怎样使用内存的,那排查错误将会是一件非常困难…

第三章 垃圾收集器与内存分配策略 3.1 概述 哪些内存需要回收 何时回收 如何回收 程序计数器.虚拟机栈.本地方法栈3个区域随线程而生灭. java堆和方法区的内存需要回收.   3.2 对象已死吗   什么时候回收内存?   3.2.1 引用计数法 给对象中添加一个引用计数器,有地方引用时,计数器加1:当引用失效时,计数器减1.任何时刻计数器为0时的对象就是不可能再被使用的了. 存在问题:对象间的循环引用.  虚拟机不是通过这种方法判断对象是否存活.   3.2.2 可达性分析算法 通过一系…

Java内存区域 对比与C和C++,Java程序员不需要时时刻刻在意对象的创建和删除过程造成的内存溢出.内存泄露等问题,Java虚拟机很好地帮助我们解决了内存管理的问题,但深入理解Java内存区域,有助于帮我们理解Java虚拟机到底是如何解决内存问题,如果出现了内存泄露或内存溢出等方面的问题,我们也可以找到问题的解决方案. Java内存区域划分 Java虚拟机在执行Java程序的过程中,会把它管理的内存划分成若干个数据区域.有的区域随着虚拟机进程启动而存在,有的区域则是依赖用户线程的启动和结束而…

第二节,运行时数据区域.    在这个章节中,作者给出了一个java虚拟机运行时数据区的框图,图的左侧是方法区和堆,这两个数据区是所有的线程所共享的.然后是虚拟机栈.本地方法栈.还有程序计数器,这三个数据区是每一个线程独有的.    所谓的程序计数器,它实际上是一块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器.虚拟机其实就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,分支.循环.跳转.异常处理.线程恢复等基础功能.正因为如此,所以每一条线程都需要一个独立的程序计数器…

1.  前言 这一版块内容比较多,分为两篇文章来做笔记.本文讲述上半部分垃圾收集部分;下一篇文章写内存分配部分. 概述 对象已死吗? 引用技术算法 可达性分析算法 再谈引用 两次标记 回收方法区 2.    垃圾收集器与内存分配策略 2.1  概述 对于垃圾回收机制(Garbage Collection,GC),需要思考以下三个问题: 哪些内存需要回收? 什么时候回收? 如何回收? 2.2  对象已死吗? 堆里面存放着Java中几乎所有的对象实例,垃圾收集器在对堆进行回收前,首先要做的当然是判断…

概述 执行引擎是Java虚拟机最核心的组成部分之一.“虚拟机”是一个相对于“物理机”的概念 ,这两种机器都有代码执行能力,其区别是物理机的执行引擎是直接建立在处理器.硬件.指令集和操作系统层面上的,而虚拟机的执行引擎则是由自己实现的,因此可以自行制定指令集与执行引擎的结构体系,并且能够执行那些不被硬件直接支持的指令集格式. 在Java虚拟机规范中制定了虚拟机字节码执行引擎的概念模型,这个概念模型成为各种虚拟机执行引擎的统一外观(Facade ).在不同的虚拟机实现里面,执行引擎在执行Java代码…

代码编译的结果从本地机器码转变为字节码,是存储格式发展的一小步,却是编程语言发展的一大步. 6.1 概述 记得在第一节计算机程序课上我的老师就讲过:“计算机只认识0和1,所以我们写的程序需要经编译器翻译成由0和1构成的二进制格式才能由计算机执行”.10多年时间过去了,今天的计算机仍然只能识别0和1,但由于最近10年内虚拟机以及大量建立在虚拟机之上的程序语言如雨后春笋般出现并蓬勃发展,将我们编写的程序编译成二进制本地机器码(Native Code)已不再是唯一的选择,越来越多的程序语言选择了与操作…

Java与C++之间有一堵由内存动态分配和垃圾收集技术所围成的“高墙”,墙外面的人想进去,墙里面的人却想出来. 3.1 概述 说起垃圾收集(Garbage Collection,GC),大部分人都把这项技术当做Java语言的伴生产物.事实上,GC的历史比Java久远,1960年诞生于MIT的Lisp是第一门真正使用内存动态分配和垃圾收集技术的语言.当Lisp还在胚胎时期时,人们就在思考GC需要完成的3件事情: 哪些内存需要回收? 什么时候回收? 如何回收? 经过半个多世纪的发展,目前内存的动态分…

第六章 类文件结构   6.2 无关性的基石 各种不同平台的虚拟机与所有的平台都统一使用的程序存储格式--字节码(ByteCode)是构成平台无关性的基石.java虚拟机不和包括java在内的任何语言绑定,它只与“Class”文件这种特定的二进制文件格式所关联,Class文件包含了java虚拟机指令集和符号表以及若干其他辅助信息.虚拟机并不关心Class的来源是何种语言.   6.3 Class类文件的结构 Class文件是一组以8字节为基础单位的二进制流,各个数据项目严格按照顺序紧凑地排列在C…

概述 多任务处理在现代计算机操作系统中几乎已是一项必备的功能了.在许多情况下,让计算机同时去做几件事情,不仅是因为计算机的运算能力强大了,还有一个很重要的原因是计算机的运算速度与它的存储和通信子系统速度的差距太大,大量的时间都花费在磁盘I/O.网络通信或者数据库访问上.如果不希望处理器在大部分时间里都处于等待其他资源的状态,就必须使用一些手段去把处理器的运算能力“压榨”出来,否则就会造成很大的浪费,而让计算机同时处理几项任务则是最容易想到.也被证明是非常有效的“压榨”手段. 除了充分利用计算机处…

(本节笔记的线程收录在线程/并发相关的笔记中,未在此处提及) Java内存模型 Java 内存模型主要由以下三部分构成:1 个主内存.n 个线程.n 个工作内存(与线程一一对应) 主内存与工作内存 Java内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则 – 虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节.此处的变量(Variables)包括了实例字段.静态字段和构成数组对象的元素,但不包括局部变量与方法参数,因为后者是线程私有的,不会被共享,自然就不会存在竞争问题. Java内存模型…

代码编译的结果从本地机器码转变为字节码,是存储格式发展的一小步,却是编程语言发展的一大步. 7.1 概述 上一章我们了解了Class文件存储格式的具体细节,在Class文件中描述的各种信息,最终都需要加载到虚拟机中之后才能运行和使用.而虚拟机如何加载这些Class文件?Class文件中的信息进入到虚拟机后会发生什么变化?这些都是本章将要讲解的内容. 虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存,并对数据进行校验.转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型,这就是虚拟机的类加载…

第七章 虚拟机类加载机制   7.1概述 虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存,并对数据进行检验.转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型,这就是虚拟机的类加载机制. 在java语音里,类型的加载.连接和初始化都是在程序运行期间完成的.Jaca里天生可以动态扩展的语言特性就是依赖运行期动态加载和动态连接这个特点实现的.   7.2类加载的时机 类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括:加载.验证.准备.解析.初始化.使用和卸载.加载.验证…

1. Java虚拟机所管理的内存 2. 对象创建过程 3. GC收集 4. HotSpot算法的实现 5. 垃圾收集器 6. 对象分配内存与回收细节 7. 类文件结构 8. 虚拟机类加载机制 9.类加载器 1. Java虚拟机所管理的内存 JVM在执行java程序的时候,它所管理的内存大致被划分为以下几种数据区域: 1.程序计数器(Program Counter Register)                                                         …

概述 Java语言的“编译期”其实是一段“不确定”的操作过程,因为它可能是指一个前端编译器(其实叫“编译器的前端”更准确一些)把*.java文件转变成*.class文件的过程;也可能是指虚拟机的后端运行期编译器(JIT编译器,Just In Time Compiler )把字节码转变成机器码的过程 ;还可能是指使用静态提前编译器(AOT编译器,Ahead Of Time Compiler ) 直接把*.java 文件编译成本地机器代码的过程.下面列举了这3类编译过程中一些比较有代表性的编译器.…

在本篇中,作者大量篇幅介绍了当时较为流行的垃圾回收器,但现在Java 14都发布了,垃圾收集器也是有了很大的进步和发展,因此在此就不再对垃圾收集器进行详细的研究.但其基本的算法思想还是值得我们参考学习的. 概述 第一篇笔记Java内存区域与内存溢出异常中讲到了,Java的内存划分可以分为由所有线程共享的Java堆和方法区,以及每个线程之间相互独立的程序计数器.本地方法栈.虚拟机栈.其中每个线程相互独立的部分,并不会给垃圾回收造成困难.因为随着方法.线程的结束,内存自然就释放了.因此我们垃圾收集关…

虚拟机类的加载机制 概述 虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存,并对数据进行校验.转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型,这就是虚拟机的类的加载机制. 类加载的时机 JVM 会在程序第一次主动引用类的时候,加载该类,被动引用时并不会引发类加载的操作.也就是说,JVM 并不是在一开始就把一个程序就所有的类都加载到内存中,而是到不得不用的时候才把它加载进来,而且只加载一次.那么什么是主动引用,什么是被动引用呢? 主动引用 遇到 new.getstatic.putsta…

案例分析 高性能硬件上的程序部署策略 例 如 ,一个15万PV/天左右的在线文档类型网站最近更换了硬件系统,新的硬件为4个CPU.16GB物理内存,操作系统为64位CentOS 5.4 , Resin作为Web服务器.整个服务器暂时没有部署别的应用,所有硬件资源都可以提供给这访问量并不算太大的网站使用.管理员为 了尽量利用硬件资源选用了64位的JDK 1 . 5 ,并通过-Xmx和-Xms参数将Java堆固定在12GB.使用一段时间后发现使用效果并不理想,网站经常不定期出现长时间失去响应的情况.…

理论总是作为指导实践的工具,能把这些知识应用到实际工作中才是 我们的最终目的. 给一个系统定位问题的时候,知识.经验是关键基础,数据是依据,工具是运用知识处理数据的手段.这里说的数据包括:运行日志.异常堆栈.GC日志.线程快照( threaddump/javacore文件).堆转储快照(heapdump/hprof文件)等.经常使用适当的虚拟机监控和分析的工具可以加快我们分析数据.定位解决问题的速度,但在学习工具前,也应当意识到工具永远都是知识技能的一层包装,没有什么工具是“秘密武器”,不可能学…

目录 2.2 运行时数据区域 Java堆 方法区 虚拟机栈 本地方法栈 程序计数器 2.3 HotSpot虚拟机对象探秘 对象的创建 对象的内存布局 对象的访问定位   2.2 运行时数据区域 Java堆 线程共享. GC堆,存放对象实例和数组(对象数组.基本类型数组). 如果在堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,将会抛出OutOfMemoryError异常. 现代的垃圾收集器基本都是采用分代收集算法,其主要的思想是针对不同类型的对象采取不同的垃圾回收算法,可以将堆分成两块: 新生代…

Java的技术体系主要有支撑java程序运行的虚拟机,提供各开发领域接口支持Java API,java编程语言及许多第三方java框架( 如Spring,Structs等)构成. 可以把Java程序设计语言,Java虚拟机,javaAPI 类库这三部分统称为JDK(Java Development Kit)…

目录 概述 动态加载和动态连接 类加载的时机 类的生命周期 被动引用 例子一(调用子类继承父类的字段) 例子二(数组) 例子三(静态常量) 类加载的过程 加载 验证 准备 解析 符号引用 直接引用 初始化 类加载器 类与类加载器 双亲委派模型 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader) 扩展类加载器(Extension ClassLoader) 应用程序类加载器(Application ClassLoader) 工作过程 优点 实现 概述 虚拟机把描述类的数据从Class文件加载…

1.运行时数据区域 1.程序计数器 当前线程执行字节码的行号指示器,字节码解释器工作通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,每一个线程拥有独立的程序计数器,线程私有的内存 2.虚拟机栈 线程私有的内存,生命周期与线程相同,没有方法被执行会创建一个栈帧,存储局部变量表,操作栈等信息. 每一个方法被调用直至完成,对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程. 局部变量表所需的内存空间在编译器完成分配,调用方法时在帧中分配多大的局部变量完全确定,运行时不会改变该表大小. 线程请求的栈深度大…

栈帧(Stack Frame)是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构,它是虚拟机运行时数据区的虚拟机栈(Virtual Machine Stack)的栈元素.栈帧存储了方法的局部变量表,操作数栈,动态连接和方法返回地址等信息.第一个方法从调用开始到执行完成,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程. 每一个栈帧都包括了局部变量表,操作数栈,动态连接,方法返回地址和一些额外的附加信息.在编译代码的时候,栈帧中需要多大的局部变量表,多深的操作数栈都已经完全确定了,并且写入到了方法表的…

运行时栈帧结构 栈帧(Stack Frame)是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构,它是虚拟机运行时数据区中的虚拟机栈(Virtual Machine Stack)的栈元素.栈帧存储了方法的局部变量表.操作数栈.动态连接和方法返回地址等信息.每一个方法从调用开始至执行完成的过程,都对应着一个栈帧在虚拟机栈里面从入栈到出栈的过程.每一个栈帧都包括了局部变量表.操作数栈.动态连接.方法返回地址和一些额外的附加信息.在编译程序代码的时候,栈帧中需要多大的局部变量表,多深的操作数栈都已经完全…

java虚拟机运行时数据区 首先获取一个直观的认识: 程序计数器 线程私有.各条线程之间计数器互不影响,独立存储. 当前线程所执行的字节码行号指示器.字节码解释器工作时通过改变这个计数器值选取下一条需要执行的字节码指令(分支.循环.跳转.异常处理都需要依赖此计数器). 多线程运行时通过此计数器在线程切换后恢复正确执行位置. 是 5 个区域中唯一不会出现 OOM 的区域. 执行 Java 方法和 native 方法时的区别: 执行 Java 方法时:记录虚拟机正在执行的字节码指令地址: 执行 na…

一.公平锁与非公平锁 线程所谓的公平,就是指的是线程是否按照锁的申请顺序来获取锁,如果是遵守顺序来获取,这就是个公平锁,反之为非公平锁. 非公平锁的优点在于吞吐量大,但是由于其不是遵循申请锁的顺序来获取锁,就会出现最开始申请的锁一直没有获取到,导致出现饥饿现象. java中的使用: synchronized:非公平锁 ReentrantLock:按照其构造方法来指定该锁是否是公平锁,默认是非公平锁 二.共享锁与排他锁 排他锁:该锁只能被一个线程使用: 共享锁:该锁可被多个线程所使用: java中…

1.垃圾收集器 1.1 Serial收集器 这个收集器是一个单线程的收集器,它在进行垃圾收集时,必须暂停其他所有的工作线程. 它是虚拟机运行在Client模式下的默认新生代收集器,它简单而高效. 1.2 ParNew收集器 其实就是Serial收集器的多线程版本,目前只有它能与CMS收集器配合工作. 1.3 Parallel Scavenge收集器 Parallel Scavenge收集器是一个新生代的收集器,使用复制算法. 它经常被称为“吞吐量优先”的收集器,它的特点就是它的关注点与其他收集器…