个人做论坛网站有哪些,网站建设文化公司,小程序模板开发教程,电商运营年终总结ppt一、为什么要学习 JVM #xff1f; 1. “ ⾯试造⽕箭#xff0c;⼯作拧螺丝” #xff0c; JVM 属于⾯试官特别喜欢提问的知识点#xff1b; 2. 未来在⼯作场景中#xff0c;也许你会遇到以下场景#xff1a; 线上系统突然宕机#xff0c;系统⽆法访问#xff0c;甚⾄直…一、为什么要学习 JVM 1. “ ⾯试造⽕箭⼯作拧螺丝” JVM 属于⾯试官特别喜欢提问的知识点 2. 未来在⼯作场景中也许你会遇到以下场景 线上系统突然宕机系统⽆法访问甚⾄直接OOM线上系统响应速度太慢优化系统性能过程中发现 CPU占用过高原因也许是因为 JVM GC 次数过于频繁新项⽬上线需要设置 JVM 的各种参数 二、JDK\JRE\JVM JDK全称“Java Development Kit ” Java 开发⼯具包提供 javac 编译器、 jconsolejheap 等监控⼯具JRE全称“ Java Runtime Environment ” Java 运⾏环境提供 Class Library 核心类库JVMJVM全称“ Java Virtual Machine ” Java 虚拟机⽤于运⾏ Java 应⽤程序 三、Java程序执⾏过程 编译通过 件。 javac 命令调⽤ JDK 编译器将 执⾏通过 *.java 源⽂件编译成 *.class 字节码⽂ java 命令调⽤ JVM 虚拟机执⾏ *.class 字节码⽂件。 四、Java程序的跨平台 计算机平台是什么 我们通常把 CPU 处理器与操作系统构成的系统架构称为计算机平台。 现代的电⼦计算机是基于⼆进制设计实现所以 CPU 仅能识别 0 与 1 这样的⼆进制信号。⽽ 计算机程序的本质就是 0 与 1 之间的不同组合产⽣的机器指令交给 CPU 去执⾏。CPU为了能识 别执⾏机器指令就需要不同 CPU 架构和指令集来⽀持。不同的⼚商设计⽣产 的 CPU CPU 架构和指令集也是不同的。 常⻅的指令集主要分为精简指令集 RISC 和复杂指令集 CISC 。 复杂指令集 CISC X86 和 X64 两种 CPU 架构基于 CISC 复杂指令集⽐如 Intel 、 AMD 等⼚商的 CPU 。精简指令集 RISC ARM 架构的CPU基于 RISC 精简指令集⽐如 Compaq 的 Alpha 、 HP 的 PA-RISC 、 IBM 的 Power PC 、 Apple 的 M1 。 在底层硬件及指令集之上需要搭载不同的操作系统⽤于⽀持不同的 CPU 指令集。 例如早 期的 MacOS 操作系统只⽀持 Power 系列的 CPU 。最新的 MacOS 系统只能安装在 M1 芯⽚的 CPU 。 Java 是⼀种跨平台的编程语⾔主要是为了让相同的 Java 应⽤程序代码不⽤做任何修 改可以在不同计算机系统平台上正常运⾏兼容各种主流操作系统 CPU 指令集。 跨平台的原因 实现跨平台的原因主要有两个 不同的平台相同的源代码编译的字节码是相同的所以字节码⽂件可以在不同平台“ 通⽤” 不同的平台执⾏字节码时都需要各⾃的 JVM 虚拟机版本⽤于将字节码翻译成当前平台可 以执⾏的机器码指令 五、静态编译器 通过 JDK 提供的静态编译器将Java 源⽂件编译成字节码⽂件。 编译过程包括 词法分析通过空格分隔出源代码中的单词、操作符、控制符等信息将其形成 流传递给语法解析器。 语法分析将 token 信息流按照 Java 语法规则组装成⼀颗语法树 语义分析对语法树进⾏关键字使⽤、类型匹配、作⽤域等语法检查。 字节码当语义分析完成后可以⽣成字节码 六、字节码 当1个 Java 源文件被编译后就会按照 JVM 规范和字节码定义产生 1个 class 字节 码文件文件内容由 10 个固定部分组成。 前 4 个字节非常特殊红色框的 cafe babe 是詹姆斯定义的魔法数它的作用是标志当前文件是一个字节码文件。当 JVM 在进行类加载的 Load 阶段时如果没有识别到该标志就说明文件不是字节码文件或已损坏则无法进行加载。绿色框代表当前版本号0x34 的十进制为 52 是JDK8 的内部版本号代表这个字节码文件基于 JDK8 编译。 剩余部分中的每个字节均代表一个字节码指令由于每个指令的长度按照 1 个字节存储所以每个指令被称为字节码(Bytecode )Java 所有的字节码指令有 200 多个。 由于纯数字的字节码指令阅读⽐较困难所以 JVM 在字节码指令的基础上设计了⼀套操作码助 记符使⽤特殊单词来代替对应的数字指令。 例如 0x15 ILOAD 读取 int 类型的局部变量0x36 ISTORE 保存int类型的局部变量0x60 IADD 执⾏两个 int 类型的数值加法运算0xbb NEW 创建对象0xbc NEWARRAY 创建数组0xac IRETURN 返回 int 类型结果 七、JVM执⾏⽅式 JVM执⾏⽅式 JVM 以解释编译混合模式执⾏字节码⽂件。 JVM 的执⾏⽅式以解释执⾏为主。执⾏过程中 JVM 将每个字节码⽂件中的每个指令通过 解释器转换成当前平台可以识别的机器码然后交给CPU 执⾏。为了提⾼执⾏效率 JVM 还会在运⾏期间 JVM 通过热点代码的统计分析识别⾼频的⽅法 调⽤循环体、公共模块等当超过阈值时 JVM 会基于 JIT 即时编译器 me compiler 将热点代码转换成机器码直接交给 just-in-ti CPU 执⾏提⾼执⾏效率。 a. Client 模式下默认阈值是 1500 次 Server 模式下是 10000 次。 ● JVM 解释器程序执⾏的时候解释器⾸先发挥作⽤省去了编译器编译时间加快程序的执 ⾏效率。● JIT 编译器在程序运⾏过程中随着时间的推移 JIT 开始慢慢发挥了作⽤把热点代码 编译成本地代码后以后执⾏相同的代码即可直接交给 CPU 执⾏带来更⾼的执⾏效率。 机器在热机状态可以承受的负载要⼤于冷机状态刚启动时 如果以热机状态时的流量进⾏切 换可能使处于冷机状态的服务器因⽆法承载流量⽽假死。所以在⽣产环境中发布应⽤应该以分 批的⽅进⾏发布根据机器数量划分成多个批次每个批次的机器数⼤概占到整个集群的 15% 。 故障案例某应⽤在线发布新版本采⽤进⾏分批发布发布总批数误填写成分为两批发布。如 果是热机状态正常情况下集群中的⼀半的机器可以勉强⽀撑负载流量但由于刚启动的 JVM 均 是解释执⾏还没有进⾏热点代码统计和JIT动态编译导致机器启动之后当前 1/2 发布成功的 服务器⻢上全部宕机。 八、类加载器 字节码必须通过类加载器通过加载、验证、解析等校验步骤将字节码⽂件中的类加载⾄ JVM 的中运⾏时数据区才可以执⾏字节码。 类加载器的加载过程 当一个类被使用的时候才会加载到内存中类加载的过程有加载、验证、准备、解析、初始化。其中中间三步合并称为链接。 - 加载通过包名类名获取这个类准备用流进行传输将这个类加载到内存中并创建一个class对象- 验证验证class文件中的信息是否符合虚拟机规范有没有安全隐患- 准备负责为类的类变量static修饰的变量分配内存并设置默认的初始化值- 解析将类的二级制数据流中的符号引用替换为直接引用。本类中如果用到了其他类此时就需要找到对应的类- 初始化静态变量赋值以及初始化其他资源 九、垃圾收集器 JVM 在运⾏期间通过 Garbage Collctor 垃圾收集器定期对运⾏时数据区进⾏垃圾对 象的回收从⽽实现了内存⾃动管理。 十、JVM组成结构 JVM 由类加载器、运⾏时数据区、 JVM 解释器、 JIT 即时编译器、垃圾回收器、本地⽅法库等部分组成。 由类加载器完成字节码⽂件的加载验证和解析存储⾄运⾏时数据区并由执⾏引擎中的解释 器完成字节码到机器码的解释执⾏。同时进⾏热点代码的统计分析调⽤ JIT 即时编译器将字节 码直接编译成机器码提⾼执⾏效率。JVM运⾏期间的⽅法调、数据对象统⼀存放⾄运⾏时数据区。
