整理一些最近学习到有关Java语言的一些计算机底层知识，能更好的理解Java这门语言，JVM中一些设计流程跟计算机底层设计的原理有很相似的地方，虽然程序员不应该受语言的限制，但总要先从一门语言入手，学到语言的一些设计理念，感觉这些都是相通的。1、机器语言
在计算机的世界里面只存在0和1，通过0和1的各种组合，来让机器认识这些数字组合并进行运算。机器是如何识别出来这些数字的呢，计算机实际上就相当于一个巨大的电路，在这个电路中存在许许多多的开关，01就代表了这些开关的状态，那无数的开关就可以组成各种组合，与门、或门、非门、异或门等等，通过这些来进行数据的一个计算。
在这个基础上就延伸出来很多的学科，在硬件方面，有模电、数电、电路等，学过的人都知道这几门课程是如何的折磨你的逻辑思维。这些都是硬件的基础，学会它们之后才会进行下一步的学习，例如如何设计电路，如何在芯片上绘制这些电路，如何排线等等。
在这之中如何操纵这些开关就有了机器语言的出现，带实现机器的运行，但是机器语言都是有01组成的，对于人来说阅读和编写都很困难，所以有了汇编语言的出现，它其实是一种机器语言的助记符，来帮助程序员识别出来这个组合代表什么命令，能够快速一点，就像是眼睛看到苹果这个物体时，大脑马上反射出这个东西用语言描述为苹果。
2、解释型语言
什么叫解释型语言呢？就拿JAVA来说，它就属于解释型语言，java语句经过编译后形成字节码（bytecode）文件，这个文件计算机是识别不了的，通过jvm的解释后变为机器语言发送到cpu进行命令的执行，这样的方式就可以实现java的可移植性，只需要替换不同能够在对应系统能够运行的jvm就可以，无需改动java的代码。
与解释型语言相对的就编译型语言，例如C语言，编译之后直接能生成机器语言，在机器上运行，无需再经过解释器这一步骤。
3、计算机组成
此图来源于http://mashibing.com
CPU是整个计算机的执行命令的模块，所有命令的执行都在这里进行。如下图所示就是CPU的简单模型，里面包含了很多个模块。
PC -> Program Counter 程序计数器 （记录当前指令地址）
Registers -> 暂时存储CPU计算需要用到的数据
ALU -> Arithmetic & Logic Unit 运算单元
CU -> Control Unit 控制单元
MMU -> Memory Management Unit 内存管理单元
cache->CPU的缓存单元
现代的CPU都用超线程的功能，是指单个CPU里面有一个ALU对应多个Registers和PC的组合，这样就可以把多个线程的上下文信息存到CPU之中，这样就减少了频繁上下文切换的问题，减少性能的损耗。
CPU的缓存为三级缓存L1、L2、L3，L1、L2这两级缓存属于每个CPU独有的，L3属于多核共享的，这个就很Mybatis中的一级、二级缓存异曲同工。这三级缓存的访问速度是一次降低的，访问L1的速度是最快的。
读取数据是直接把硬盘数据按块读取的内存中，能够提高读取的效率，从内存中读取速度要比在硬盘中读取的速度快很多。
在CPU读取数据的过程中，因为L1、L2是CPU核内独享的，所以当有多个CPU读取到同一个缓存行，那就会造成数据同步的问题，这时候就产生一个MESI Cache内存一致性协议（inter），还可以进行锁总线的操作。是当一个CPU核修改了这缓存行的数据，这时候就会通知另一CPU核这条数据已经失效，需要再从内存中读取。在inter里，缓存行一行为64字节。
上述的情况会出现伪共享的情况，这时候可以使用缓存行对齐的方式，在数据前放7个long，中间放数据，后面再放7个long，这样cursor就会单独占据一个缓存行，就不会出现伪共享问题。
在java中也有缓存行对齐的实现，jdk1.7使用的就是上述方法long padding，jdk1.8后提供了@Contended注解，启动时需要加上-xx：RestrictContented参数
当java中，new一个新对象时，是先向内存中申请内存空间，之后调用构造是才回会把数值存入到内存中。
CPU的乱序执行的特点是为了提高效率，但有一些的程序是需要顺序执行的，所以出现了内存屏障来禁止乱序执行，通过读锁、写锁、读写锁、总线锁，JVM也存在了内存屏障，通过写锁、读锁，在命令前后同时加上屏障，组成了4个屏障类型,jVM规定的重排序有8条原则，叫happen-before。还有一个词叫as if serial指的是单线程执行结果不变，看上去像是顺序执行。
UMA结构是多个CPU共享一个内存，统一内存访问空间，这样就会造成性能降低，所以后续出现了NUMA，CPU会优先访问离自己最近的插槽内存，以提高性能。
