垃圾回收概述和相关算法
Java 和 C++语言的区别,就在于垃圾收集技术和内存动态分配上,C++语言没有垃圾收集技术,需要程序员手动的收集。
垃圾收集,不是Java语言的伴生产物。早在1960年,第一门开始使用内存动态分配和垃圾收集技术的Lisp语言诞生。
关于垃圾收集有三个经典问题:
哪些内存需要回收?
什么时候回收?
如何回收?
垃圾收集机制是Java的招牌能力,极大地提高了开发效率。如今,垃圾收集几乎成为现代语言的标配,即使经过如此长时间的发展,Java的垃圾收集机制仍然在不断的演进中,不同大小的设备、不同特征的应用场景,对垃圾收集提出了新的挑战,这当然也是面试的热点。
大厂面试题蚂蚁金服
你知道哪几种垃圾回收器,各自的优缺点,重点讲一下CMS和G1?
JVM GC算法有哪些,目前的JDK版本采用什么回收算法?
G1回收器讲下回收过程GC是什么?为什么要有GC?
GC的两种判定方法?CMS收集器与G1收集器的特点
百度
说一下GC算法,分代回收说下
垃圾收集策略和算法
天猫
JVM GC原理,JVM怎么回收内存
CMS特点,垃圾回收算法有哪些?各自的优缺点,他们共同的缺点是什么?
滴滴 ...
StringTable(字符串常量池)
String的基本特性
String:字符串,使用一对 “” 引起来表示
String s1 = "atguigu" ; // 字面量的定义方式
String s2 = new String("hello"); // new 对象的方式
String被声明为final的,不可被继承
String实现了Serializable接口:表示字符串是支持序列化的。实现了Comparable接口:表示String可以比较大小
String在jdk8及以前内部定义了final char value[]用于存储字符串数据。JDK9时改为byte[]
为什么 JDK9 改变了 String 的结构
官方文档:http://openjdk.java.net/jeps/254
为什么改为 byte[] 存储?
String类的当前实现将字符存储在char数组中,每个字符使用两个字节(16位)。
从许多不同的应用程序收集的数据表明,字符串是堆使用的主要组成部分,而且大多数字符串对象只包含拉丁字符(Latin-1)。这些字符只需要一个字节的存储空间,因此这些字符串对 ...
执行引擎
执行引擎概述
执行引擎概述
执行引擎是Java虚拟机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、缓存、指令集和操作系统层面上的,而虚拟机的执行引擎则是由软件自行实现的,因此可以不受物理条件制约地定制指令集与执行引擎的结构体系,能够执行那些不被硬件直接支持的指令集格式。
JVM的主要任务是负责装载字节码到其内部,但字节码并不能够直接运行在操作系统之上,因为字节码指令并非等价于本地机器指令,它内部包含的仅仅只是一些能够被JVM所识别的字节码指令、符号表,以及其他辅助信息。
那么,如果想要让一个Java程序运行起来,执行引擎(Execution Engine)的任务就是将字节码指令解释/编译为对应平台上的本地机器指令才可以。简单来说,JVM中的执行引擎充当了将高级语言翻译为机器语言的译者。
1、前端编译:从Java程序员-字节码文件的这个过程叫前端编译
2、执行引擎这里有两种行为:一种是解释执行,一种是编译执行(这里的是后端编译)。
执行引擎工作过程执行引擎工作过程
执行引擎在执行的过程中究竟 ...
对象的实例化内存布局与访问定位
对象的实例化大厂面试题
美团:
对象在JVM中是怎么存储的?
对象头信息里面有哪些东西?
蚂蚁金服:
二面:java对象头里有什么
对象创建的方式
new:最常见的方式、单例类中调用getInstance的静态类方法,XXXFactory的静态方法
Class的newInstance方法:在JDK9里面被标记为过时的方法,因为只能调用空参构造器,并且权限必须为 public
Constructor的newInstance(Xxxx):反射的方式,可以调用空参的,或者带参的构造器
使用clone():不调用任何的构造器,要求当前的类需要实现Cloneable接口中的clone方法
使用序列化:从文件中,从网络中获取一个对象的二进制流,序列化一般用于Socket的网络传输
第三方库 Objenesis
对象创建的步骤从字节码看待对象的创建过程
public class ObjectTest {
public static void main(String[] args) {
Object obj = new Object();
}
}
pu ...
方法区
栈、堆、方法区的交互关系从线程共享与否的角度来看
ThreadLocal:如何保证多个线程在并发环境下的安全性?典型场景就是数据库连接管理,以及会话管理。
栈、堆、方法区的交互关系
下面涉及了对象的访问定位
Person 类的 .class 信息存放在方法区中
person 变量存放在 Java 栈的局部变量表中
真正的 person 对象存放在 Java 堆中
在 person 对象中,有个指针指向方法区中的 person 类型数据,表明这个 person 对象是用方法区中的 Person 类 new 出来的
方法区的理解官方文档:https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-2.html#jvms-2.5.4
方法区在哪里?
《Java虚拟机规范》中明确说明:尽管所有的方法区在逻辑上是属于堆的一部分,但一些简单的实现可能不会选择去进行垃圾收集或者进行压缩。但对于HotSpotJVM而言,方法区还有一个别名叫做Non-Heap(非堆),目的就是要和堆分开。
所以,方法区可以看作是一块独立于Java堆的内存空 ...
虚拟机栈
虚拟机栈简介虚拟机栈的出现背景
由于跨平台性的设计,Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同,所以不能设计为基于寄存器的【如果设计成基于寄存器的,耦合度高,性能会有所提升,因为可以对具体的CPU架构进行优化,但是跨平台性大大降低】。
优点是跨平台,指令集小,编译器容易实现,缺点是性能下降,实现同样的功能需要更多的指令。
内存中的栈与堆
首先栈是运行时的单位,而堆是存储的单位。
即:栈解决程序的运行问题,即程序如何执行,或者说如何处理数据。堆解决的是数据存储的问题,即数据怎么放,放哪里
虚拟机栈基本内容
Java虚拟机栈是什么?
Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack),早期也叫Java栈。每个线程在创建时都会创建一个虚拟机栈,其内部保存一个个的栈帧(Stack Frame),对应着一次次的Java方法调用,栈是线程私有的。
public class StackTest {
public static void main(String[] args) {
StackTest test = new Sta ...
堆
堆的核心概述堆与进程
堆针对一个JVM进程来说是唯一的。也就是一个进程只有一个JVM实例,一个JVM实例中就有一个运行时数据区,一个运行时数据区只有一个堆和一个方法区。
但是进程包含多个线程,他们是共享同一堆空间的。
一个JVM实例只存在一个堆内存,堆也是Java内存管理的核心区域。
Java堆区在JVM启动的时候即被创建,其空间大小也就确定了,堆是JVM管理的最大一块内存空间,并且堆内存的大小是可以调节的。
《Java虚拟机规范》规定,堆可以处于物理上不连续的内存空间中,但在逻辑上它应该被视为连续的。
所有的线程共享Java堆,在这里还可以划分线程私有的缓冲区(Thread Local Allocation Buffer,TLAB)。
《Java虚拟机规范》中对Java堆的描述是:所有的对象实例以及数组都应当在运行时分配在堆上。(The heap is the run-time data area from which memory for all class instances and arrays is allocated)
从实际使用角度看:“几乎”所有的对象 ...
运行时数据区
运行时数据区概述及线程前言本节主要讲的是运行时数据区,也就是下图这部分,它是在类加载完成后的阶段
当我们通过前面的:类的加载 –> 验证 –> 准备 –> 解析 –> 初始化,这几个阶段完成后,就会用到执行引擎对我们的类进行使用,同时执行引擎将会使用到我们运行时数据区
运行时数据区结构运行时数据区与内存
内存是非常重要的系统资源,是硬盘和CPU的中间仓库及桥梁,承载着操作系统和应用程序的实时运行。JVM内存布局规定了Java在运行过程中内存申请、分配、管理的策略,保证了JVM的高效稳定运行。不同的JVM对于内存的划分方式和管理机制存在着部分差异。结合JVM虚拟机规范,来探讨一下经典的JVM内存布局。
我们通过磁盘或者网络IO得到的数据,都需要先加载到内存中,然后CPU从内存中获取数据进行读取,也就是说内存充当了CPU和磁盘之间的桥梁。
下图来自阿里巴巴手册JDK8
线程的内存空间
Java虚拟机定义了若干种程序运行期间会使用到的运行时数据区:其中有一些会随着虚拟机启动而创建,随着虚拟机退出而销毁。另外一些则是与线程一一对应的,这些与线程对应的数据区域会随 ...
类加载子系统
内存结构概述简图
详细图英文版
中文版
注意:方法区只有HotSpot虚拟机有,J9,JRockit都没有
如果自己想手写一个Java虚拟机的话,主要考虑哪些结构呢?
类加载器
执行引擎
类加载器子系统类加载器子系统作用:
类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载Class文件,class文件在文件开头有特定的文件标识。
ClassLoader只负责class文件的加载,至于它是否可以运行,则由Execution Engine决定。
加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。除了类的信息外,方法区中还会存放运行时常量池信息,可能还包括字符串字面量和数字常量(这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射)
类加载器ClassLoader角色
class file(在下图中就是Car.class文件)存在于本地硬盘上,可以理解为设计师画在纸上的模板,而最终这个模板在执行的时候是要加载到JVM当中来根据这个文件实例化出n个一模一样的实例。
class file加载到JVM中,被称为DNA元数据模板(在下图中就是内存中的Car Class),放在方法区。
在.cl ...
JVM和Java体系架构
前言你是否也遇到过这些问题?
运行着的线上系统突然卡死,系统无法访问,甚至直接OOM!
想解决线上JVM GC问题,但却无从下手。
新项目上线,对各种JVM参数设置一脸茫然,直接默认吧然后就JJ了。
每次面试之前都要重新背一遍JVM的一些原理概念性的东西,然而面试官却经常问你在实际项目中如何调优VM参数,如何解决GC、OOM等问题,一脸懵逼。
大部分Java开发人员,除了会在项目中使用到与Java平台相关的各种高精尖技术,对于Java技术的核心Java虚拟机了解甚少。
开发人员如何看待上层框架
一些有一定工作经验的开发人员,打心眼儿里觉得SSM、微服务等上层技术才是重点,基础技术并不重要,这其实是一种本末倒置的“病态”。
如果我们把核心类库的API比做数学公式的话,那么Java虚拟机的知识就好比公式的推导过程。
计算机系统体系对我们来说越来越远,在不了解底层实现方式的前提下,通过高级语言很容易编写程序代码。但事实上计算机并不认识高级语言。
架构师每天都在思考什么?
应该如何让我的系统更快?
如何避免系统出现瓶颈?
知乎上有条帖子:应该如何看招聘信息,直通 ...
Java并发体系-第四阶段-AQS源码解读-[1](转载)
可重入锁
/**
* @Author: youthlql-吕
* @Date: 2020/10/22 21:12
* <p>
* 可重入锁:
* 1、可重复可递归调用的锁,在外层使用锁之后,在内层仍然可以使用,并且不发生死锁,这样的锁就叫做可重入锁。
* 2、是指在同一个线程在外层方法获取锁的时候,再进入该线程的内层方法会自动获取锁(前提,锁对象得是同一个
* 对象),不会因为之前已经获取过还没释放而阻塞
*/
public class ReEnterLockDemo {
static Object objectLockA = new Object();
public static void m1(){
new Thread(() -> {
synchronized (objectLockA){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"------外层调用");
...
Java并发体系-第三阶段-JUC并发包-[2](转载)
Phaser工具简介java7中引入了一种新的可重复使用的同步屏障,称为移相器Phaser。Phaser拥有与CyclicBarrier和CountDownLatch类似的功能.
但是这个类提供了更加灵活的应用。CountDownLatch和CyclicBarrier都是只适用于固定数量的参与者。移相器适用于可变数目的屏障,在这个意义上,可以在任何时间注册新的参与者。并且在抵达屏障是可以注销已经注册的参与者。因此,注册到同步移相器的参与者的数目可能会随着时间的推移而变化。
如CyclicBarrier一样,移相器可以重复使用,这意味着当前参与者到达移相器后,可以再一次注册自己并等待另一次到达.
移相器的另一个重要特征是:移相器可能是分层的,这允许你以树形结构来安排移相器以减少竞争
简单例子:
/**
* @Author: youthlql-吕
* @Date: 2020/10/11 21:57
* <p>
* 功能描述:
*/
public class PhaserTest {
private final static Random RANDOM = n ...