jmv第一节-jvm基础

 1.jvm的启动，先看一副图

 这个是jvm的启动流程，从加载jvm的配置到找到JVM.dll找到我们的程序的主入口main方法的过程。

 

2.JVM的整体架构

 这个是jvm的基本结构，jvm有的功能这里都展现出来的，加载class文件到方法区，生成对象到堆中，每个线程的私有的栈，垃圾收集器，实际执行引擎是这里的核心，它与所有的模块都有或多或少的交互

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

字段，方法信息

方法字节码

通常和永久区(Perm)关联在一起

注意：jdk7以后Sring常量不会再方法去中分配空间，而是在堆中分配空间

 

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

注意：jvm对一些情景做了优化，并不是所有的对象都放到堆中，一些比较小的，且没有被共享的对象会分配到栈上，这样可以减少gc的次数，增加系统的性能

 

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

堆主要分为新生代和老年代(tenured)和新生代，新生代可以可以分为eden区，s0,s1(幸存区)。s0和s1大小是相等的2个区，主要与GC算法相关。

 

下面是一个综合的例子，从下面例子可以看出

 ，在运行一个方法的时候，各个部分信息分配在jvm的哪个区里

 

从这里也可以看出来，静态方法是放在方法区的。

 

3.jmv的内存模型

 

 从这个jvm内存模型图中可以看到，线程工作内存和主线程是存在着数据不一致性的，所谓的内存栅栏，那么我们怎么保证工作内存和主内存数据一致了，一种方法是，java为我们提供了锁的保护，在从主内存读取一个对象后，修改写回主内存这样锁才会释放，可以看成是原子性的

jvm指令重排

因为jvm会对运行指令进行优化，jmv会存在着指令重排问题，可以看下下面一个例子：

class OrderExample {
int a = 0;
boolean flag = false;

public synchronized void writer() {
    a = 1;                   
    flag = true;           
}

public synchronized void reader() {
    if (flag) {                
        int i =  a +1;      
        ……
    }
}
}

 假如有A，B 2个线程同时启动，A线程调用write方法，B线程调用read方法，在write线程中有2条语句，a=1,和flag=true，着2条语句执行是没有先后顺序的，可能先执行flag=true，这时候B线程就会执行到if语句块中，造成a的值和事先预想的不一致，为了解决这个问题，我们在方法上加上同步关键字synchronized这样就保证了方法体内所有的都是执行完成的，即线程A先执行，然后线程B执行，消除了指令重排的问题。

 

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