深入理解jvm第四版pdf（深入理解JVM之ClassLoader）

本文目录

• 深入理解JVM之ClassLoader
• 《深入理解JVM虚拟机》读书笔记-标记阶段的两种算法
• jvm入门教程
• 深入理解jvm原理之逃逸分析

深入理解JVM之ClassLoader

在编写Java程序时需要使用javac命令将.java后缀名的文件编译成.class文件，然后JVM通过执行.class文件来运行我们写的程序，那么JVM怎么才能执行.class文件呢？
这就需要类加载器了。

在jdk中找到sun.misc.Launcher文件，这个文件是JVM中的启动器实例，在该类内部有 getLauncher() 方法

它返回的是 launcher 实例

在构造方法调用时会初始化 ExtClassLoader和AppClassLoader（BootstrapClassLoader会在Java虚拟机创建之后进行加载，所以是在此之前）。

通过点击 getXxxClassLoader() 跟到最后可以看到

注意： 我们查看ExtClassLoader时会发现这里的parent是null，而查看AppClassLoader时传入的parent是ExtClassLoader的对象实例。所以这里也就印证了上面画的图。

加载步骤：

找到某个ClassLoader，这里以AppClassLoader为例

在AppClassLoader中搜索 findClass() 方法是找不到的，所以找到每个加载器共同的父类 URLClassLoader ，在这里可以看到 findClass() 方法。

findClass 方法的作用是从指定的路径找到传入的文件名称的.class文件，并返回回去，该方法的主要逻辑在 run() 方法中。

从前面可以知道，要想实现classLoader只需要继承ClassLoader类并重写 findClass 和 loadClass 方法即可。

在桌面创建了一个名为Test的Java文件，并使用javac命令进行编译。

运行结果：

从运行结果可以看出，自定义的类加载器已经完成了对指定文件的加载，并正确的执行了方法。

《深入理解JVM虚拟机》读书笔记-标记阶段的两种算法

在堆里存放着几乎所有的Java对象实例，在GC执行垃圾回收之前，首先需要区分出内存中哪些是存活对象，哪些是已经死亡的对象。只有被标记为己经死亡的对象，GC才会在执行垃圾回收时，释放掉其所占用的内存空间，因此这个过程我们可以称为垃圾标记阶段。

那么在JVM中究竟是如何标记一个死亡对象呢？简单来说，当一个对象已经不再被任何的存活对象继续引用时，就可以宣判为已经死亡。

判断对象存活一般有两种方式：引用计数算法和可达性分析算法。

《font color=red》 垃圾回收这个动作通过推理可知，至少需要两个步骤：1.判断对象是否是垃圾 2.回收垃圾 ；这里标记阶段就是第一步，判断对象是否是垃圾。 《/font》

meta space 和 heap逻辑上是都有GC和OOM的，pc计数器没有GC,OOM,stack没有GC，有SOF。

方法区确实有GC,但是不是虚拟机必须清理的，所以这里说的GC主要说的是heap

实现简单，垃圾对象便于辨识；判定效率高，回收没有延迟性。

其实这种引用计数法的实现思路是很容易让大家想到的，即所有对象都维护一个变量存储当前对象被引用的次数，如果为0就标记为垃圾，但是这种方式必然两方面的确定：

1.开销内存空间

2.每次变量的重新赋值，对象应用的变化，都会导致，对象引用计数器的动态更新。

以上两点是可以直接推理出的缺点。

循环引用指的是一个变量P引用一个对象A，对象A的引用计数器属性为1，同时这个对象里面的一些变量，指向对象B，而对象B中有变量指向对象C，对象C中有变量指向对象A，这样就造成了一个循环引用，而此时对象A的引用计数器属性在原有的基础上+1，变成2。

一旦这个变量P不再指向对象A，那么此时其引用计数器属性变成了1，但是因为对象循环引用其引用计数器属性不会变成0，那么其也就不会被标记为垃圾，造成内存泄露。

运行结果

从运行结果中可以清楚看到内存回收日志中包含“4603K-》210K”，意味着虚拟机并没有因为这两个对象互相引用就放弃回收它们，这也从侧面说明了Java虚拟机并不是通过引用计数算法来判断对象是否存活的。

  当前主流的商用程序语言（Java、C#，上溯至前面提到的古老的Lisp）的内存管理子系统，都是通过可达性分析（Reachability Analysis）算法来判定对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通过一系列称为“GC Roots”的根对象作为起始节点集，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，搜索过程所走过的路径称为“引用链”（Reference Chain），如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连，或者用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达时，则证明此对象是不可能再被使用的。

  即 将活跃的引用都放到一组集合中，每个存放到集合中的引用都作为根节点即GC Roots,每个被引用的对象都通过一条线和GC Roots连接，那么只有在内存中被GC Roots连接的对象才是存活的对象 。

上面列了那么多，其实就是想说，因为Root采用栈方式存放变量和指针，所以如果一个指针它保存了堆内存里面的对象，但是自己又不存放在堆内存里面，那它就是一个Root。将堆外，所有对于堆的指向都拷贝到GC Roots中。

jvm入门教程

jvm入门教程。
一、写在前面；首先，本篇文章并没有涉及原理，而是在笔者撸了《深入理解Java虚拟机》好几遍的基础上讲解自己的经验，从一个新手到现在明白JVM是个什么玩意，怎么去理解和明白，讲解这样一个经验而已。这篇文章并对JVM并没有挖掘得很深，在下目前暂时也没有这个能力，只是以通熟易懂的方式，让读者理解JVM是个什么玩意。下面开始我的讲解。
二、谁说人神不得相爱——Java的跨平台；理解Java的跨平台特性，是对JVM最直观的认识。所谓的“一次编译，到处运行”，为什么C／C++却不能实现呢？这一类语言直接使用物理硬件(或者说操作系统的内存模型)，那么不同系统之间的内存模型是不同的，比如说Linux和Window，这就意味，在Window编译好的代码，却不能在Linux上运行。《深入理解Java虚拟机》记录说，Java虚拟机规范中试图定义一种Java内存模型(JMM)来屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异，以实现让Java程序在各种平台上都能达到一致性的并发效果。举个现实的例子，一个只会听说中文的人，要如何和一个只会听说英文的人交流，在Java的世界里，采用的方式即是给两边的人各配一名翻译官（JVM），所以，这就是为什么JVM要有window版本，也要有Linux版本。众所周知，Java的程序编译的最终样子是.class文件，不同虚拟机的对每一个.class文件的翻译结果都是一致的。而对于C／C++而言，编译生成的是纯二进制的机器指令，是直接面对计算机系统的内存，但是，java程序的编译结果是面向JVM，是要交付给JVM，让他再做进一步处理从而让计算机识别运行，这就是所谓的“屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异”。这里的特点又和面向对象推崇的面向接口有着不可描述的关系，我只需要有这么个规范，不需要去知道接触你的底层原理实现。
三、活在梦里的真实——虚拟机；JVM，全称JavaVirtualMachine，英文为Java虚拟机，简单的探讨一下虚拟机这三个字，对后面的学习也是挺舒服的。百度百科描述说，“虚拟机（VirtualMachine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统”，但是虚拟机本质还是该计算机系统的一个进程，可以类比香港澳门具有高度自治，但本质上他们还是属于中国的。为了方便描述，我们把整个计算机当成一幢大楼，而虚拟机则是某一个楼层。大楼划分了一个区域给一个楼层，让这个楼层自己管理自己，也就对应着，计算机划分了一个内存给JVM，让JVM自己管理自己。下面这张图是笔者的阿里云服务器上的内存使用情况，可以看到JVM足足占用了接近500M的内存。那么问题来了，JVM要这么多的内存干什么，这里面又是怎么划分？
四、你来到我的世界里——内存；在现阶段无论什么编程语言，都是由人类设计发明的，编程语言对于人类来讲，是方便自己实现目的的工具之一，所以，编程语言看似是全新的东西，但是这里面处处都可以看见人类思想的影子，都可以从现实中找到相似的例子。接着上面的例子，JVM是作为某一个楼层，单独占有了一大块区域（内存）。这个楼层中，有主厅，客厅，客房，这四个之间的区别之一就行，主厅和客厅是公有的，而主房和客房是私有的，这里对应到JVM层次上即是，有某几块内存，是无论是谁访问，有多少人（线程）访问，这些共有区域都可以为他们服务，而客房，私有区域，假定我们这个楼层比较牛逼，来了多少个客人，就会单独为他们建造每一件客房，每个客人都有自己私有区域，A客人是进不了B客人的房间。对应的JVM的层次，即是JVM运行时数据区域划分为两大块，线程隔离的区域和线程共享的区域。我们可以简单的理解为，每个客人即是一条线程。具体对应的区域又是如何划分的，又有什么作用，这里只能从概念上理解和记忆了，传送门在此轻松认识JVM运行时数据区域。
五、离开我，却没有带走你的痕迹——什么是垃圾；回想起小时候，很多小伙伴都会一起结伴过来我家玩耍，虽然大家玩得很开心，等到了时间点之后，他们就拍拍屁股走人，留下我家里一片狼藉，这个时候如果我不收拾一下垃圾的话，我老妈估计就要来拍拍我的屁股了。客人（线程）同样如此，我来过你的世界，总会留下属于我的痕迹，是不是垃圾，就要看你自己如何判定了。这里就引出另一个问题，我怎么判断是哪个才是垃圾，哪个不是垃圾，只不过是玩耍的时候，我或者小伙伴随手把老妈的戒指扔到地上而已。站在人类的视角上看，一眼就知道哪个是垃圾，哪个不是垃圾，但是计算机可不是这样，计算机有些时候确实不如人类，明明人类一眼或者几秒能完成的事情，要让计算机同样能够完成对应的功能的话，需要付出千万倍的代价才能够实现。笔者的老妈在家里收拾垃圾的时候，为了确保扔掉的东西是垃圾，她会将这个东西，一个一个问家里的每个人，这个东西是不是你的，你还要不要，当没有一个人承认说这个东西是属于他的时候，老妈就将这个东西视为垃圾，当有人说这个不是垃圾，是他的宝贝的时候，我老妈就这个东西标记一下。JVM采用的是类似的做法，每个对象到GCROOT都有一定的联系和路径可达，当某个对象，对于GCROOT不可达（即没有人说这个东西是属于他的）的对象，JVM则判定为垃圾。JVM里称此行为是可达性分析。finalize的作用：假设一个本子已经被老妈认定为垃圾了，但老妈在扔掉垃圾的时候必须先经过一个程序，即finalize，假如在这个程序过程中，我突然想起这个本子对我还是有用的，那么这个本子就不会被认定为垃圾，从而继续保留在内存中。
六、我要怎样忘了你是谁——垃圾回收算法；知道什么是垃圾，找到了垃圾的位置，接下来的问题是我要怎么处理这个垃圾，即垃圾回收。我要怎样忘了你是谁，关键是要怎么字，这个动作是怎么发生的。标记清除：在这个楼层中，垃圾四处都有，甚至散乱在非垃圾之间或者周围，即然我老妈已经给有用的东西做个标志，那么这就意味着我老妈只需要清除那些没有标识的东西。标记清除的做法形象成就是我老妈拿着垃圾桶，从头到尾，看到垃圾就把他扔到垃圾桶里面。这种做法无疑是最简单的，但是带来的后果也是很明显的，空间碎片太多。这里的空间碎片又要做如何理解，每个物品（每个对象）都是需要占据着一定的的面积（即内存），他要站住脚跟嘛，但是如果空间碎片的太多，就会导致大的物品来临的时候，区域（内存）不够用，就会再次引发垃圾回收（意味着你打游戏的时候可能要停顿个几秒）。再举个现实中的例子，打包行李箱的时候，随随便便，散乱的放置东西，行李厢很容易被撑满，这个时候你还想放一双鞋进去，你会发现空间不够用，只能把所以东西都倒出来，整整齐齐的，从上到下从左到右的放置物品。对于空间的利用率，整齐的做法比散乱无章的行为更来得高，这就引出了另外一个做法，标记整理算法。标记整理：你见过有谁扫地的时候，看到垃圾就直接把扫到扫帚了里面，看到就扫。不存在的！人是有惰性的，所有总会找到更高效的做法，更习惯的做法是将垃圾扫到一起，再统一将其扔到垃圾桶中。复制：这个算法就有点奢侈了，不管这个内存里有多少垃圾，我老妈都统一将他们扔掉，然后重新再买一次那些我们还需要用的物品，俗称复制。因此，如果存活对象太多，这个算法是不适合的（想想就知道了-.-）,其二，JVM里面需要将可用内存分为两半，一半供目前使用，一半供复制后的对象使用。

深入理解jvm原理之逃逸分析

最近一直在学习Java虚拟机原理，觉得有意思的地方就写个文章记录下来。优胜劣汰是自然界的发展，适用到Java虚拟机也不为过，jvm过了生存下去，一直在自我进化，Java虚拟机也在不停的进化和优化，有的是基于执行代码的优化，例如指令重排序等等；有的是基于分析技术，例如关系分析或者逃逸分析等等，今天就重点介绍一下jvm中的分析技术优化---逃逸分析；内容大部分源自于《深入理解Java虚拟机》；

逃逸分析一般分为两种：一种基本行为就是分析对象的动态作用域，当一个对象在方法中定义后，它可能被外部的方法所引用，例如作为调用参数传入了其他对象中，称为方法逃逸；甚至被外部线程所引用，例如赋值给变量或可以在其他线程中访问的变量，这种优化行为称为线程逃逸；

概念归概念，最终效果怎么样，肯定还需要是骡子是马拉出来遛遛，总牛的理论需要落地检验，说程序员的话，也就是一个对象不会逃逸到方法或者线程之外后，这个变量会进行一些高效的优化；实现方式一般有下面几种；

栈上分配：无论是C#还是Java的程序员，大家都知道，对象会创建在Java堆上，而Java堆中的对象对线程（Java线程）是共享和可见的，而虚拟机的垃圾回收就是回收对象不再适用的对象，无论哪种垃圾回收器，都需要需要筛选和整理可回收的对象，回收和整理要耗费很长时间，如果确定一个方法不会逃逸出方法之外，那就让这个对象直接分配在栈上，而对象所占用的空间也会随着帧栈的出栈而销毁，垃圾回收系统的压力会就变的小了；

消除同步：线程同步本身就是一个相对耗时的过程（至于为什么耗时，可以查询用户线程和内核线程相关知识），如果确认一个对象不会被其他线程访问；那么变量的读写就不会和其他线程竞争，对于这种变量实施的同步可以消除；

标量替换：标量又称scalar是指一个数据已经无法再分解成更小的数据来表示了，Java虚拟机中的原始数据例如int,long,等值类型以及reference类型，都不能再进一步分解，他们就可以称为标量，相对的，它们如果可以继续分解，那就是称为聚合量又称Aggregate，Java对象就是典型的聚合量，如果把一个对象拆散，根据程序访问情况，将其使用到的成员变量类型变成基本类型代替，如果jvm逃逸分析中发现这个对象不会外部对象使用，那程序执行的就不会创建该对象，为改为创建它的若干个被这个方法使用的成员变量来代替（栈上创建的数据，又很大的概率会被jvm分配至物理机的高速寄存器中存储），这个也为后续进一步的优化创造了条件；

逃逸分析很多优势还在陆陆续续发现，Java8已经默认开启了逃逸分析， -XX:+DoEscapeAnalysis 开启或者关闭这个选项；都是干活，后续上带么和截图来验证一下；