JVM启动流程

android 手机 如何选择kernel 版本_压栈

 

 

JVM基本结构

android 手机 如何选择kernel 版本_java_02

  • 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
  • JDK6时,String等常量信息置于方法
    JDK7时,已经移动到了堆
  • 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栈也叫做帧栈)
  • 帧保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针
  • 每一次方法调用创建一个帧,并压栈
  • Java栈 – 局部变量表 包含参数和局部变量
public class StackDemo {

public static int runStatic(int i,long l,float  f,Object o ,byte b){
return 0;
}
public int runInstance(char c,short s,boolean b){
return 0;
}

}

android 手机 如何选择kernel 版本_局部变量_03


  • Java栈 – 函数调用组成帧栈
public static int runStatic(int i,long l,float  f,Object o ,byte b){
return runStatic(i,l,f,o,b);
}

android 手机 如何选择kernel 版本_Java_04

  • Java栈 – 操作数栈
public static int add(int a,int b){
int c=0;
c=a+b;
return c;
}

// 0压栈

// 弹出int,存放于局部变量2

 2:   iload_0  // 把局部变量0压栈

 3:   iload_1 // 局部变量1压栈

 4:   iadd      //弹出2个变量,求和,结果压栈

 5:   istore_2 //弹出结果,放于局部变量2

 6:   iload_2  //局部变量2压栈

 7:   ireturn   //返回

 

  • Java栈 – 栈上分配
public void method(){    
BcmBasicString str;  
  ....
}

栈上分配,函数调用完成自动清理

public class OnStackTest {
    public static void alloc(){
        byte[] b=new byte[2];
        b[0]=1;
    }
    public static void main(String[] args) {
        long b=System.currentTimeMillis();
        for(int i=0;i<100000000;i++){
            alloc();
        }
        long e=System.currentTimeMillis();
        System.out.println(e-b);
    }
}

JVM 参数 

-server -Xmx10m -Xms10m

-XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGC

  • 输出:5
  • -server -Xmx10m -Xms10m  
    -XX:-DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGC
  • ……
    [GC 3550K->478K(10240K), 0.0000977 secs]
    [GC 3550K->478K(10240K), 0.0001361 secs]
    [GC 3550K->478K(10240K), 0.0000963 secs]
    564
  • +DoEscapeAnalysis 启动逃逸分析,jvm优化方法局部变量在栈上分配,方法结束,栈回收。
  • Java栈 – 栈上分配
  • 小对象(一般几十个bytes),在没有逃逸的情况下,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
  • 大对象或者逃逸对象无法栈上分配
  • 栈、堆、方法区交互
public   class  AppMain     
 //运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区 
{ 
public   static   void  main(String[] args)  
//main 方法本身放入方法区。 
{
 
Sample test1 = new  Sample( " 测试1 " );  
 //test1是引用,所以放到栈区里, Sample是自定义对象应该放到堆里面 


Sample test2 = new  Sample( " 测试2 " ); 


test1.printName(); 

test2.printName(); 

public   class  Sample       
 //运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区 
{
private  name;     
 //new Sample实例后, name 引用放入栈区里,  name 对象放入堆里 



public  Sample(String name) 
{
this .name = name;
 
} 
//print方法本身放入 方法区里。


public   void  printName()    
{ 

System.out.println(name); 
} 
}

android 手机 如何选择kernel 版本_Java_05

  • 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
  • android 手机 如何选择kernel 版本_Java_06

  • 当数据从主内存复制到工作存储时,必须出现两个动作:
  •   第一,由主内存执行的读(read)操作;
  •   第二,由工作内存执行的相应的load操作;
  • 当数据从工作内存拷贝到主内存时,也出现两个操作:
  •   第一个,由工作内存执行的存储(store)操作;
  •       第二,由主内存执行的相应的写(write)操作;
  • 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
  • 如果需要在其他线程中立即可见,需要使用 volatile 关键字
  • volatile
public class VolatileStopThread extends Thread{
private volatile boolean stop = false;
public void stopMe(){
stop=true;
}

public void run(){
int i=0;
while(!stop){
i++;
             }
           System.out.println("Stop thread");
}

public static void main(String args[]) throws InterruptedException{
VolatileStopThread t=new VolatileStopThread();
t.start();
Thread.sleep(1000);
t.stopMe();
Thread.sleep(1000);
}
}

没有volatile -server 运行 无法停止

  • volatile 不能代替锁
    一般认为volatile 比锁性能好(不绝对)
    选择使用volatile的条件是:
    语义是否满足应用
  • 可见性
  • 一个线程修改了变量,其他线程可以立即知道
  • 保证可见性的方法
  • volatile
  • synchronized (unlock之前,写变量值回主存)
  • final(一旦初始化完成,其他线程就可见)
  • 有序性
  • 在本线程内,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
  • 线程内串行语义
  • 写后读 写一个变量之后,再读这个位置。
  • 写后写 写一个变量之后,再写这个变量。
  • 读后写 读一个变量之后,再写这个变量。
  • 以上语句不可重排
  • 编译器不考虑多线程间的语义
  • 可重排: a=1;b=2;
  • 指令重排 – 破坏线程间的有序性
class OrderExample {
int a = 0;
boolean flag = false;

public void writer() {
    a = 1;                   
    flag = true;           
}

public void reader() {
    if (flag) {                
        int i =  a +1;      
        ……
    }
}
}

线程A首先执行writer()方法

线程B线程接着执行reader()方法

线程B在int i=a+1 是不一定能看到a已经被赋值为1 

因为在writer中,两句话顺序可能打乱    

  • 指令重排 – 保证有序性的方法
class OrderExample {
int a = 0;
boolean flag = false;

public synchronized void writer() {
    a = 1;                   
    flag = true;           
}

public synchronized void reader() {
    if (flag) {                
        int i =  a +1;      
        ……
    }
}
}

android 手机 如何选择kernel 版本_压栈_07

  • 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:volatile变量的写,先发生于读
  • 锁规则:解锁(unlock)必然发生在随后的加锁(lock)前
  • 传递性:A先于B,B先于C 那么A必然先于C
  • 线程的start方法先于它的每一个动作
  • 线程的所有操作先于线程的终结(Thread.join())
  • 线程的中断(interrupt())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
  • 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
  • 编译后性能有数量级的提升