JVM启动流程

JVM基本结构

PC寄存器
每个线程拥有一个PC寄存器,在线程创建的时候创建,pc寄存器总是指向下一条指令的地址,这样程序就知道下一步该干什么。在执行本地方法的时候,PC的值就是 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
注:JDK6时,String等常量信息置于方法区,JDK7的时候,已经移动到了堆 方法区中保存的类信息有可能会改变,比如热加载。但是与应用层面的信息相比来说是稳定的,所以方法区可以成为永久区,永久区并不代表就永久不变。
Java堆
- 和程序开发关系密切
- 应用系统中对象都保存在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
Java栈 – 局部变量 包含参数和局部变量


Java栈 – 操作数栈
Java中没有寄存器,所有参数传递使用操作数栈

Java栈 – 栈上分配


注 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,逃逸情况是另一个线程中也是用到该对象
直接分配在栈上,可以自动回收,减轻GC的压力
大对象或者逃逸的对象无法栈上分配
Java栈 -栈、堆、方法区交互

内存模型



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 a = 1;b = a; 写一个变量之后,再读这个位置。
- 写后写 a = 1;a = 2; 写一个变量之后,再写这个变量。
- 读后写 a = b;b = 1; 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
编译和解释运行的概念
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