JVM运行机制

Posted 2020-10-05 一寂知千秋

1.启动流程

 

2.JVM基本结构

 

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

保存装载的类的源信息

　　》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

 

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

 

Java栈

　　》线程私有

　　》栈由一系列帧组成（因此Java栈也叫帧栈）

　　》帧保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针

　　》每一次方法的调用会创建一个帧，并压栈

1.局部变量表 包含参数和局部变量

 

相对应的局部变量表

 

2.操作数栈

Java没有寄存器，所有参数传递使用操作数栈

 

3.栈上分配

　　》小对象(一般几十个bytes)，在没有逃逸的情况，可以直接分配在栈上

　　》直接分配在栈上，可以自动回收，减轻GC压力

 

Java内存模型

　　》每一个线程有一个工作内存和主存独立

　　》工作内存存放主存中变量的值的拷贝

 

　　数据从主内存--->工作内存

　　　　主内存：read 工作内存：load

　　数据从工作内存--->主内存

　　　　工作内存：store 主内存：write

　　每一个操作都是原子的，即执行期间不会被中断。

　　对于普通变量，一个线程中更新的值，不能马上反应在其他变量中，如果需要在其它线程中立即可见，需要使用volatile关键字。

 

 

Java的有序性

　　》在本线程中，操作都是有序的

　　》在线程外观察，操作都是无序的（指令重排或主内存同步延时）

 

指令重排：在本线程内不能因执行的顺序先后结果发生改变，编译不考虑多线程

不能重排    a=1,b=a

  　　　　  a=1,a=2

   　　　　 a=b,b=1

可以重排    a=1,b=2

 

synchronized保证有序性

 

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

　　》锁规则

　　》传递性

　　》线程的start()方法优先于它的每一个动作

　　》线程的所有操作优于线程的终结

　　》线程的中断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

 

Java中字节码执行的两种方式

解释运行

　　》解释执行以解释方式运行字节码

　　》解释执行的意思是：读一句执行一句

编译运行（JIT）

　　》将字节码编译成机器码

　　》直接执行机器码

　　》运行时编译

　　》编译后性能由数量级的提升

 

问题思考：你能想到有什么办法，可以让一个程序的函数调用层次变的更深。比如，你在一个递归调用中，发生了stack的溢出，你可以做哪些方面的尝试，使系统尽量不溢出？阐述你的观点和原因。

 

答：

首先了解到线程在调用每个方法的时候，都会创建相应的栈，在退出方法的时候移出栈桢，并且栈是私用的，也需要占用空间，所以让一个程序的函数调用层次变的更深
减少栈占的空间很必要。或者增大线程的线的大小。
通过volatile增加调用层次深度。线程会对一个没有volatile的变量进行临时存储，这就导致线程栈的空间增大，如果对一个变量增加volatile修饰，可以适当增加深度。