深入解析Java虚拟机HotSpot PDF 超清版

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深入解析Java虚拟机HotSpot》是一本关于Java虚拟机相关的电子书资源,介绍了关于Java虚拟机、HotSpot、Java方面的内容,本书是由机械工业出版社出版,格式为PDF,资源大小149 MB,杨易编写,目前豆瓣、亚马逊、当当、京东等综合评分为:9.7分,一起来看下具体内容。

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《深入解析Java虚拟机HotSpot》封面
  • 出版社:机械工业出版社
  • 作者:杨易
  • 大小:149 MB
  • 类别:Java虚拟机
  • 热度:645
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    (1)作者是阿里云Java技术专家,热衷于研究编程语言的设计与实现,对Java虚拟机和编译器都有较深入的研究。

    (2)深入分析HotSpot VM的核心源码,全面解析运行时、垃圾回收器、即时编译器的实现原理和工作机制

    (3)详细描述虚拟机底层实现,同时与上层Java应用和库相结合,为JVM的开发、调优和排错指明方向

    内容简介

    很多JVM的底层技术细节你是否只了解表面?
    面对JVM Crash或性能调优方面的问题时你是否会束手无策?
    面对上层Java应用发生的偏离预期的行为是否会不知所措?
    ……
    这本书以源码分析为基础,从运行时、垃圾回收器、即时编译器3个维度全面、深入解析HotSpot VM的底层实现和工作机制,同时与上层的Java语言和库结合,指导读者解决JVM开发、JVM调优和JVM排错方面遇到的各种问题。
    广度与深度兼顾:广度上涵盖Graal VM、CDS、Instrumentation、编译重放、非标准字节码、RTM锁、JIT调试工具、EpsilonGC/ShenandoahGC/ZGC、G1字符串去重等重要知识点;深度上深入解析了C1、C2、G1GC、ObjectMonitor、Mutex、模板解释器等的底层实现。

    全书共 11 章,参考 OpenJDK 社区的划分方式来组织内容,分为运行时、即时编译器、垃圾回收器三个部分。
    第壹部分(第1~6章) 运行时
    首先,从Java生态系统的角度,简单介绍了JDK、JVM、JEP、HotSpot VM、Graal VM,引导读者快速进入Java虚拟机的世界;然后从源码的角度深入解析了HotSpot VM的类可用机制、对象和类、运行时、模板解释器和并发设施。
    第二部分(第7~9章) 即时编译器
    首先重点介绍了即时编译器技术、编译理论、编译器调试方法等编译器的基础知识;然后详细讲解了C1和C2两个即时编译器的实现原理、工作机制和优化方法。
    第三部分(第10~11章) 垃圾回收器
    首先全面介绍了Epsilon GC、Serial GC、Parallel GC、CMS GC、G1 GC、Shenandoah GC、ZGC等各种垃圾回收器,然后重点剖析了G1 GC。

    目录

    • 第1章Java大观园 1
    • 第2章类可用机制 17
    • 第3章对象和类 38
    • 第4章运行时 49
    • 第5章模板解释器 78
    • 第6章并发设施 108
    • 第7章编译概述 133
    • 第8章C1编译器 150
    • 第9章C2编译器 172
    • 第10章垃圾回收 204
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    精选笔记1:java虚拟机中多线程总结

    10小时49分钟前回答

    我记得最开始接触多进程,多线程这一块的时候我不是怎么理解,为什么要有多线程啊?多线程到底是个什么鬼啊?我一个程序好好的就可以运行为什么要用到多线程啊?反正我是十分费解,即使过了很长时间我还是不是很懂,听别人说过也自己试过,但总是没有理解透彻;

    时间过了很久感觉现在对多线程有了一点新的理解,我们还是从最基本的开始,顺便看看从jvm的角度看看多线程在jvm中是怎么分配内存的,顺便和前面的几篇内容串一下;

    1.现实中的多线程

    举个例子:假如你一个人在家,你现在听首歌5分钟,烧开水需要10分钟,玩一局游戏要20分钟,现在问题来了,你完成这三件事总共需要多少分钟?

    假如是小学生肯定会回答5+10+20=35分钟啊,但我们比小学生牛一点,稍微思考一下就知道是20分钟,因为三件事可以同时做嘛,玩游戏的同时可以听歌,顺便烧开水,一把游戏打完,歌听完了,水也烧开然后可以去泡茶了,舒服!

    我们用一个比较简陋的图看看这两种方式(这里先不考虑并发与并行的区别,方便理解)

     java虚拟机中多线程总结

    可以粗略的看到如果是小学生的话,要一件事一件事的做,最后花的时间是三者时间总和;而我们比较聪明,由于三件事互不影响,我们可以三件事同时开始做,这样就大大减少了不必要的等待时间,最终三者花费的时间差不多就是最长的那一个。

    这里稍微提一下并发和并行的区别;

    并发:这个是在计算机单核CPU的前提之下,我们要清楚一个CPU在某一时刻只能做一件事,但是现在有三件事(听歌,烧开水,玩游戏)交给CPU做,CPU是个好人,任劳任怨,一下子去听歌,一下子去烧开水,一下子玩游戏,最终可以把三件事都给做完,但是假如同时有几百件事交给CPU做呢?emmmm,最后CPU就被累垮了,住院去了,于是我们计算机也卡死了;举个最贴近我们的例子:以前上学的时候作业太多,很多时候都是很多科目的作业都没有做完,那怎么办呢?只有早上去早点去抄一下同学的,但是各个课代表来收作业了,于是只能这个科目作业抄一点马上又把另外一个科目作业抄一点,玛德,最后终于在规定时间都抄完了,可是假如你有100个科目的作业没做完,你会怎么办?用命去抄也抄不完了,于是你就累病了。。。。

    并行:多核CPU的前提,现在一个电脑都有多个CPU,那么CPU同时就可以做多件事,即使事情再多,多个CPU进行切换最终花费的时间确实大大减少;还是说说上面抄作业的例子,假如你现在有10门科目的作业没做完,就靠你一个头脑一只手肯定来不及啊!于是这个时候你唤醒了前世的记忆,原来你是哪吒转世,特么的居然可以变成是三头六臂,这得可以同时抄多少份作业啊!!!一下子作业就做完了,舒服!但是这个时候作业科目太多的话你即使有三头六臂也不够用啊,而且相互之间的协调也就变成一个很重要的问题。

    并发和并行就是这个意思,我们现在只关注并发,看看在单核CPU的计算机中一个程序是怎么运行的?

    2.进程和线程

    想想什么叫做进程呢?我的理解就是程序进入了内存就是进程,比如我们电脑桌面双击QQ,优酷,java虚拟机等,操作系统就会把这些软件的内容加载到内存中去运行去了,然后就是运行某编程语言写的代码,转化为机器码调用操作系统的接口,然后操作系统的内核会那些硬件驱动程序发出一些指令,然后我们的电脑屏幕就出现变化了。。。我们简单画一画图,我们主要看JVM

    java虚拟机中多线程总结

    我们再进入JVM中看看,其中线程1、2、3就是我们在java代码中要去实现的;

    java虚拟机中多线程总结

    进程:我们百度一下进程的定义,最重要的一点就是进程是操作系统资源分配的基本单位,因为每启动一个程序,一个进程就创建了,在操作系统堆内存空间上就开辟了一块空间,也就是分配了资源。

    线程:现在再来看线程,百度一下线程定义,其实就是说:进程就是一个程序,这个程序之中可能会同时执行多个任务的代码,每一个任务就是一个线程,而且每一个线程都会在JVM中有自己独立的java栈,pc寄存器,而且CPU只能切换线程,即使是不同程序的线程也可以相互切换。

    java虚拟机中多线程总结

    这里就要说明一下,想比进程和线程,创建一个进程是要在操作系统内存中去开辟空间,会涉及到对操作系统一些函数的调用,而创建一个线程(比如在JVM中)只需要在jvm中个部分开辟空间,相比较之下,肯定是创建线程所耗费的操作系统资源比较少,但是也不可能无限制的创建很多线程,不然jvm也会出问题!

    我随便查了一下,一般的web服务器线程数最大不能超过CPU核数*50,如:8核 < 300,16核 < 800,根据实际情况还可以适当调一下。

    记得有句话叫做多个线程之间会竞争CPU资源这句话当初我可是很久都没有理解,这竞争CPU资源到底什么鬼?CPU的资源到底是什么啊?emmmm..

    记得以前家里比较穷,没有像现在一样手机电脑这么多,家里只有一个电视!但是有的时候家里人每个人喜欢看的节目都不一样,于是不可避免的相互之间就为了争这个遥控器而发生冲突,哈哈哈!这个时候遥控器就相当于CPU,我们每个人都相当于一个线程要完成自己的事情。但是遥控器就一个,就会相互抢遥控器,有的时候我抢过来遥控器看火影忍者没到一分钟,就被我姐抢去看美食节目,没过一会儿遥控器就被我爸抢去看新闻去了。。。。。

    3.java中的多线程用法

    java之中用多线程主要是3种方式:类,接口,线程池,接下来我们就随意看一下这三种方式

    3.1.类

    这种方式主要是继承Thread类,实现run()方法,run()方法就是我们所需要做的任务的逻辑代码,然后将这个类实例化调用start()方法,表示现在这个线程随时可以被CPU调用;

    我还是以上面玩游戏,烧开水和听歌为例,随意写个小例子:

     java虚拟机中多线程总结

    java虚拟机中多线程总结

    注意:这里先不看GC,前台线程有四个线程,我们创建的三个,还有执行main方法的这个线程(这个也叫主线程),我们只能保证主线程最优先运行,至于这四个线程哪个先停止,随机。。。

    3.2.接口

    这种方式也差不多,实现Runnable接口,实现其中的run()方法,然后实例化这个对象并传入Thread类中,再调用start()方法;

    java虚拟机中多线程总结

    java虚拟机中多线程总结

    3.3.线程池

    什么是线程池呢?你看看我们上面写的创建线程的方法,都是用的时候就去创建,用完了就销毁,下次又要用就又去创建,这种做法很不好,因为每次创建和销毁线程都是很消耗jvm内部资源的,因为在jvm内部会进行申请空间,分配空间和释放空间各种操作,对jvm的性能会有一定的影响,而且假如某个特殊的情况下每个线程只会运行很短的时间就会结束,那么就会十分频繁的常见和销毁线程,导致在jvm中频繁的申请和释放内存,这极大的影响jvm的运行性能。

    但是啊,如果我们能在程序启动的时候,就先创建一定数量的线程放在一个池子里,我们要用的话就去拿,用完了就再放到池子里,这样就很好的避免了创建和销毁线程的过程,这种方式比较友好;其中这个存放线程的池子就叫做线程池,接下来我们随意看看线程池的用法:

     java虚拟机中多线程总结

    顺便一提,利用线程池执行线程任务有两种方式,一种是我们用的pool.execute(xxxx),另外一种是pool.submit(xxxx),用法和参数都一样,区别是用submit()提交内部其实还是调用execute(),而且还可以获取线程执行后的返回值,后面我们会分析到的;

    线程池起到一个类似缓冲的作用,它可以对池子中的线程数目进行控制,想想,假如我们程序直接创建线程那可能会由于创建线程太多导致jvm崩溃,但是我们有一个确定容量的池子,我们不用担心这个池子会炸了,我们只需要从池子里拿就好了,至于拿不拿得到的问题后面我们会好好分析的; 

    3.4.看看Callable接口

    这个接口干嘛的呢?有了Runnable接口了,还要这个接口干嘛?

    不知道有没有注意到那个Runnable接口的run()方法是没有返回值的,也就是说我们只能把任务交给这个线程去做,但是做了之后有没有成功,线程是否异常我们都是不知道的,于是才有了Callable接口,这个接口就是对Runnable接口的一个补充,这个接口的实现类中没有run()方法,却有一个call()方法用于执行我们的任务逻辑,而且还能有返回值,并且能抛出异常等

    顺便一提,返回值已经被封装成一个Future<T>类型的了,我们只需要从这个Futrue中取到返回值就可以进行后续操作了,有兴趣的可以看看Futrue这个包装类中有哪些方法可以试试,反正我暂时是没什么兴趣的。。。。

     java虚拟机中多线程总结

    java虚拟机中多线程总结

    4.多线程下的jvm内存结构

    初学者学多线程其实最迷糊的一点就是多线程的程序中,jvm是什么样的啊?还是向以前那样分吗?到底多线程这个东西在jvm中是怎么样存在的呢?下面我们就来简单看看;

    我自己总结的一句话:一个线程一个栈,一个方法一个帧;

    这句话的意思就是每创建一个线程就会创建一个栈,每调用一个方法就会在栈中压入一个栈帧;

    其实java栈是一个动态的东西,不像我们前面看jvm内存结构就是一大块java栈,里面可以有很多块,一个线程一块,总共合起来叫做java栈,我继续来画一个丑陋的图看一看:

    其实可以看到在我们java程序中用多线程的话,那么每一个线程都会创建一个栈,同时每个线程都有自己的PC计数器,而且每个栈都是该线程私有的,别的线程不能访问;但是在java堆和方法区中的数据,是所有线程共享的,由于所有的线程都能够使用共享区的数据,假设一个线程拿到堆中的一个A对象进行修改但是需要的时间比较长,此时另一个线程也要拿到A对象进行判断然后做一些操作,这个时候就会出问题,因为前一个线程修改的数据还没有同步过来,后面线程拿到的是旧数据,这个问题就是多线程的同步问题,后面我们慢慢分析;

     5.总结

    其实初学者觉得多线程比较难,主要是因为不理解多线程到底是什么?我们可以把多线程代码用这种奇葩的形式看是不是明显多了,其中主线程最开始执行并创建自己的栈和PC计数器,一直到创建其他的三个线程并把分别调用start()方法的时候,这些线程会随机由CPU执行以及切换线程,并且各个线程都会创建自己的栈和PC计数器;而堆和方法区的数据是共享的,这会导致出现线程同步问题;

    注意:千万不要觉得主线程比其他创建的线程要特殊,除了我们程序是由主线程开始之外,这些线程都是出于同一地位,很有可能首先是主线程执行完毕,然后再执行1、2、3这三个线程哦~~

    java虚拟机中多线程总结

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