Toweringx的博客

执行引擎概述执行引擎属于JVM的下层，里面包括 解释器、及时编译器、垃圾回收器 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。 执行引擎的工作流程 执行引擎在执行的过程中究竟需要执行什么样的字节码指令完全依赖于PC寄存器。 每当执行完一项指令操作后，PC寄存器就会更新下一条需要被 ...

直接内存 Direct Memory不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域。 直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存区间。 来源于NIO，通过存在堆中的DirectByteBuffer操作Native内存 通常，访问直接内存的速度会优于Java堆。即读写性能高。 因此出于性能考虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。 Java的NIO库允许Java程序使用直接内存，用于数据缓冲区 使用下列代码，直接分配本地内存空间 12int BUFFER = 1024*1024*1024; // 1GBByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER); 非直接缓存区和缓存区原来采用BIO的架构，我们需要从用户态切换成内核态 NIO的方式使用了缓存区的概念 存在的问题也可能导致outofMemoryError异常 由于直接内存在Java堆外，因此它的大小不会直接受限于-xmx指定的最大堆大小，但是系统内存是有限的，Java堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存。缺点 ...

对象实例化面试题 对象在JVM中是怎么存储的？ 对象头信息里面有哪些东西？ Java对象头有什么？ 从对象创建的方式 和 步骤开始说 对象创建方式 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 Constructor的newInstance(XXX)：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接口 使用序列化：序列化一般用于Socket的网络传输 第三方库 Objenesis 创建对象的步骤判断对象对应的类是否加载、链接、初始化虚拟机遇到一条new指令，首先去检查这个指令的参数能否在Metaspace的常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载，解析和初始化。（即判断类元信息是否存在）。如果没有，那么在双亲委派模式下，使用当前类加载器以ClassLoader + 包名 + 类名为key进行查找对应的 ...

前言这次所讲述的是运行时数据区的最后一个部分 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？典型应用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就涉及了对象的访问定位 Person：存放在元空间，也可以说方法区 person：存放在Java栈的局部变量表中 new Person()：存放在Java堆中 方法区的理解《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，方法区看作是一块独立于Java堆的内存空间。 方法区主要存放的是 Class，而堆中主要存放的是 实例化的对象 方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。 方法区在JVM启动的时候被创建，并且它的实际的物理内存空间中和Java堆区一样都可以是不连续的。 方法区的大小，跟堆空间一样，可以选择固定大小或者可扩展。 方法区的大小决定了系 ...

堆的核心概念堆针对一个JVM进程来说是唯一的，也就是一个进程只有一个JVM，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。是JVM管理的最大一块内存空间。 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）。 -Xms10m：最小堆内存 -Xmx10m：最大堆内存 下图就是使用：Java VisualVM查看堆空间的内容，通过 jdk bin提供的插件 《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 allocate ...

本地方法栈Java虚拟机栈于管理Java方法的调用，而本地方法栈用于管理本地方法的调用。 本地方法栈，也是线程私有的。 允许被实现成固定或者是可动态扩展的内存大小。（在内存溢出方面是相同的） 如果线程请求分配的栈容量超过本地方法栈允许的最大容量，Java虚拟机将会抛出一个stackoverflowError 异常。 如果本地方法栈可以动态扩展，并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存，或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈，那么Java虚拟机将会抛出一个outofMemoryError异常。 本地方法是使用C语言实现的。 它的具体做法是Native Method Stack中登记native方法，在Execution Engine 执行时加载本地方法库。 当某个线程调用一个本地方法时，它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。它和虚拟机拥有同样的权限。 本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机内部的运行时数据区。 它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器。 直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存。 并不是所有的JVM都支持本地方法。因为Java虚拟机规范 ...

什么是本地方法简单地讲，一个Native Methodt是一个Java调用非Java代码的接囗。一个Native Method是这样一个Java方法：该方法的实现由非Java语言实现，比如C。这个特征并非Java所特有，很多其它的编程语言都有这一机制，比如在C++中，你可以用extern “c” 告知c++编译器去调用一个c的函数。 “A native method is a Java method whose implementation is provided by non-java code.”（本地方法是一个非Java的方法，它的具体实现是非Java代码的实现） 在定义一个native method时，并不提供实现体（有些像定义一个Java interface），因为其实现体是由非java语言在外面实现的。 本地接口的作用是融合不同的编程语言为Java所用，它的初衷是融合C/C++程序。 代码举例说明Native方法是如何编写的 123456789/** * 本地方法 */public class IhaveNatives { public nati ...

虚拟机栈概述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。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。 有不少Java开发人员一提到Java内存结构，就会非常粗粒度地将JVM中的内存区理解为仅有Java堆（heap）和Java栈（stack）？为什么？ 首先栈是运行时的单位，而堆是存储的单位 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 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。 是线程私有的 生命周期生命周期和线程一致，也就是线程结束了，该虚拟机栈也销毁了 作用主管Java程序的运行，它保存方法的局部变量、部分结果，并参与方法的调用和返回。 局部变量，它是相比于成员变量来说的（或属性） 基本数据类型变量 VS 引用类 ...

介绍JVM中的程序计数寄存器（Program Counter Register）中，Register的命名源于CPU的寄存器，寄存器存储指令相关的现场信息。CPU只有把数据装载到寄存器才能够运行。这里，并非是广义上所指的物理寄存器，或许将其翻译为PC计数器（或指令计数器）会更加贴切（也称为程序钩子），并且也不容易引起一些不必要的误会。JVM中的PC寄存器是对物理PC寄存器的一种抽象模拟。 它是一块很小的内存空间，几乎可以忽略不记。也是运行速度最快的存储区域。 在JVM规范中，每个线程都有它自己的程序计数器，是线程私有的，生命周期与线程的生命周期保持一致。 任何时间一个线程都只有一个方法在执行，也就是所谓的当前方法。程序计数器会存储当前线程正在执行的Java方法的JVM指令地址；或者，如果是在执行native方法，则是未指定值（undefned）。 它是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。字节码解释器工作时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。 它是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何outotMem ...

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 也就是大厨做饭，我们把大厨后面的东西（切好的菜，刀，调料），比作是运行时数据区。而厨师可以类比于执行引擎，将通过准备的东西进行制作成精美的菜品 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 运行时数据区的完整图 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 ...