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JVM

查看 JVM 啟動(dòng)默認(rèn)參數(shù)：java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version -XX:InitialHeapSize=266536512 -XX:MaxHeapSize=4264584192 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC java version "1.8.0_251" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_251-b08) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.251-b08, mixed mode)

對(duì)象內(nèi)存布局

new Object() 對(duì)象在內(nèi)存中占多少字節(jié)？16字節(jié)

8 字節(jié)（MarkWord，固定大小）

4 字節(jié)（開啟壓縮時(shí)的對(duì)象指針 ClassPointer，指向你的對(duì)象 TT.class）

0 字節(jié) Instance data，要看你的對(duì)象有多少成員變量

4 字節(jié) padding（對(duì)齊，要被 8 整除）

查看對(duì)象的內(nèi)存布局工具：JOL = Java Object Layout

<dependencies><!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.openjdk.jol/jol-core --><dependency><groupId>org.openjdk.jol</groupId><artifactId>jol-core</artifactId><version>0.9</version></dependency> </dependencies> public class MyTest {public static void main(String[] args) {Object o = new Object(); // 不加鎖o.hashCode();System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable());Object o1 = new Object();synchronized (o1) { // 加鎖System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o1).toPrintable());}} }

1、不加鎖時(shí)，對(duì)象內(nèi)存布局如下：

（注意，jdk 11 需要指定 -XX:-UseBiasedLocking 參數(shù)，取消偏向鎖） 001 表示沒有鎖

2、添加 syncronized 之后，如下。下面 00 表示輕量級(jí)鎖，因?yàn)槠蜴i未啟動(dòng)，直接升級(jí)為了輕量級(jí)鎖

3、添加參數(shù)，啟動(dòng)偏向鎖：-XX:+UseBiasedLocking -XX:BiasedLockingStartupDelay=0

對(duì)象頭包括什么？JDK 1.8 的實(shí)現(xiàn)如下

對(duì)象頭包括： MarkWord，classpointer，Instance data，padding

**MarkWord 包括：**鎖信息、HashCode、GC信息

在 hotspot 源碼 jdk8u: markOop.hpp 中，詳細(xì)的說明了 object header 的布局。理解即可，無需背過。

The markOop describes the header of an object. Bit-format of an object header (most significant first, big endian layout below):32 bits: -------- hash:25 ------------>| age:4 biased_lock:1 lock:2 (normal object) JavaThread*:23 epoch:2 age:4 biased_lock:1 lock:2 (biased object) size:32 ------------------------------------------>| (CMS free block) PromotedObject*:29 ---------->| promo_bits:3 ----->| (CMS promoted object)64 bits: -------- unused:25 hash:31 -->| unused:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (normal object) JavaThread*:54 epoch:2 unused:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (biased object) PromotedObject*:61 --------------------->| promo_bits:3 ----->| (CMS promoted object) size:64 ----------------------------------------------------->| (CMS free block)unused:25 hash:31 -->| cms_free:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (COOPs && normal object) JavaThread*:54 epoch:2 cms_free:1 age:4 biased_lock:1 lock:2 (COOPs && biased object) narrowOop:32 unused:24 cms_free:1 unused:4 promo_bits:3 ----->|(COOPs&&CMSpromotedobject) unused:21 size:35 -->| cms_free:1 unused:7 ------------------>| (COOPs && CMS free block)

總結(jié) JDK8 中對(duì)象的 object header 布局如下（64 位，也就是 8 字節(jié)）：

要看加的是什么鎖的話，先看 markword 的最低兩位，是 01 / 00 / 10 / 11

64位 markword 構(gòu)成

為什么 GC 年齡默認(rèn)為 15？因?yàn)榉执挲g只有 4 bit，可以表示最大的數(shù)就是 15

對(duì)象分配過程？

見《Java垃圾回收機(jī)制.md》- 對(duì)象分配過程

對(duì)象怎么定位？

怎么通過 t 找到 new T()？

• 通過句柄池（間接法）
• 通過直接指針，效率高（HotSpot用的是這種方式），缺點(diǎn)是在GC需要移動(dòng)對(duì)象時(shí)reference本身需要被修改

Java 程序是怎樣運(yùn)行的？

1、首先，通過 Javac 編譯器將 .java 轉(zhuǎn)為 JVM 可加載的 .class 字節(jié)碼文件。

Javac 是由 Java 編寫的程序，編譯過程可以分為：

① 詞法解析，通過空格分割出單詞、操作符、控制符等信息，形成 token 信息流，傳遞給語(yǔ)法解析器。

② 語(yǔ)法解析，把 token 信息流按照 Java 語(yǔ)法規(guī)則組裝成語(yǔ)法樹。

③ 語(yǔ)義分析，檢查關(guān)鍵字使用是否合理、類型是否匹配、作用域是否正確等。

④ 字節(jié)碼生成，將前面各個(gè)步驟的信息轉(zhuǎn)換為字節(jié)碼。

字節(jié)碼必須通過類加載過程加載到 JVM 后才可以執(zhí)行，執(zhí)行有三種模式，解釋執(zhí)行、JIT 編譯執(zhí)行、JIT 編譯與解釋器混合執(zhí)行（主流 JVM 默認(rèn)執(zhí)行的方式）。混合模式的優(yōu)勢(shì)在于解釋器在啟動(dòng)時(shí)先解釋執(zhí)行，省去編譯時(shí)間。

2、之后，通過即時(shí)編譯器 JIT 把字節(jié)碼文件編譯成本地機(jī)器碼。

Java 程序最初都是通過解釋器進(jìn)行解釋執(zhí)行的，當(dāng)虛擬機(jī)發(fā)現(xiàn)某個(gè)方法或代碼塊的運(yùn)行特別頻繁，就會(huì)認(rèn)定其為"熱點(diǎn)代碼"，虛擬機(jī)即時(shí)編譯器會(huì)把它們編譯成本地機(jī)器碼。

3、還可以通過靜態(tài)的提前編譯器 AOT 直接把程序編譯成與目標(biāo)機(jī)器指令集相關(guān)的二進(jìn)制代碼。

JVM內(nèi)存模型

class 的生命周期

靜靜躺在磁盤中的 .class 文件

經(jīng)過 load，link，initialize，進(jìn)入 JVM

經(jīng)過 JVM 的 run engine，進(jìn)入 JVM 的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

最終被 GC

Run-time data areas 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的組成

我們常說的：棧放方法，堆存對(duì)象

堆里面存放的都是一些引用，而棧是我們真正用來執(zhí)行程序的?？梢园衙恳粋€(gè)方法看做對(duì)應(yīng)一個(gè)棧幀。

動(dòng)態(tài)鏈接：把符號(hào)引用（.class文件常量池中的引用）轉(zhuǎn)化為直接引用（指向堆中的對(duì)象）

每個(gè)線程有自己獨(dú)立的 PC，VMS，NMS

線程之間共享 Heap 以及 MethodArea

PC：程序計(jì)數(shù)器

MethodArea：方法區(qū)

類的所有字段和方法字節(jié)碼，以及一些特殊方法構(gòu)造函數(shù)，接口代碼也在這里定義。簡(jiǎn)單來說，所有定義方法的信息都保存在該區(qū)域，靜態(tài)變量+常量+類信息（構(gòu)造方法/接口定義）+運(yùn)行時(shí)常量池都存在方法區(qū)中

方法區(qū)只是對(duì)于虛擬機(jī)的規(guī)范。所有的虛擬機(jī)應(yīng)該有方法區(qū)，不同虛擬機(jī)方法區(qū)的叫法不一樣

• jdk 1.8 之前，HotSpot 使用 PermSpace 永久代 實(shí)現(xiàn)方法區(qū)
  • 字符串常量位于 Perm Space
  • FGC 不會(huì)清理
• jdk 1.8 及之后：使用 Meta Space 元數(shù)據(jù)區(qū)
  • 字符串常量位于 Heap
  • FGC 會(huì)清理

Stacks：?？臻g

• 棧中存放棧幀
  • 局部變量表
  • 操作數(shù)棧
  • 動(dòng)態(tài)鏈接
  • 返回值地址

Heap：堆空間

虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)分配創(chuàng)建，用于存放對(duì)象的實(shí)例，幾乎所有對(duì)象都在堆上分配內(nèi)存，當(dāng)對(duì)象無法在該空間申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，拋出OOM異常。也是垃圾收集器管理的主要區(qū)域。

• 類實(shí)例
• 為數(shù)組分配的空間

DirectMemory：直接內(nèi)存

• JVM可以直接訪問OS管理的內(nèi)存，提高效率

  • 零拷貝（不需要拷貝），NIO用到

Run-Time Constant Pool 運(yùn)行時(shí)常量池

線程私有的：是交由 JVM 自動(dòng)化管理的。我們做的 JVM 調(diào)優(yōu)，是調(diào)的堆和方法區(qū)。

面試題：下面輸出 i 為多少？

package com.mashibing.jvm.c4_RuntimeDataAreaAndInstructionSet;public class TestIPulsPlus {public static void main(String[] args) {int i = 8;i = i++; // i = ++i;System.out.println(i);} }

超強(qiáng)干貨來襲 云風(fēng)專訪：近40年碼齡，通宵達(dá)旦的技術(shù)人生

總結(jié)

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