java基础_JVM 思维导图模板_ProcessOn思维导图、流程图

java代码执行过程

生成Class文件

装载Class

加载

生成Class对象

验证

确保Class符合jvm要求

准备

在方法区中分配这些变量所使
用的内存空间

解析

指虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程

初始化

执行类构造器<client>方法的过程

执行Class

解释执行

编译执行

client

server

类加载器

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)

java_home\lib

扩展类加载器(Extension ClassLoader)

java_home\jre\lib

应用程序类加载器(Application ClassLoader)

classpath

自定义类加载器

用户指定

内存管理

内存空间

堆，线程共享

young

eden

survivor from

survivor to

old

程序计数器，线程共享

方法区，线程共享
8改为元空间，放在物理内存中

Class

meta数据

栈->栈帧，线程私有

局部变量表

操作数栈

动态链接

方法出口

本地方法栈，线程私有

内存分配

堆分配

栈分配

TLAB线程本地分配缓存区

条件：对象的作用域不会逃逸出方法之外，方法结束快速释放

默认Eden空间的1%

-XX:UseTLAB

连续空间撞针分配

假设Java堆中内存是绝对规整的，所有用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式称为“指针碰撞”（Bump the Pointer）

会导致内存碎片

内存回收

对象存活判断

引用计数

引用计数属性,为0回收

无法解决对象相互循环引用

可达性分析

GcRoots

虚拟机栈中引用的对象

方法区中类静态属性实体引用的对象

方法区中常量引用的对象

本地方法栈中JNI引用的对象

任何引用链相连,可以回收

垃圾收集算法

标记 -清除算法

复制算法

标记-压缩算法

分代收集算法

分区收集算法

垃圾回收器

Serial

单线程复制算法

ParNew

Serial+多线程

Parallel Scavenge

多线程复制算法、吞吐量大

Serial Old

单线程标记整理算法

Parallel Old

多线程标记整理算法

CMS

多线程标记清除算法、停顿少

初始标记

并发标记

重新标记

并发清除

G1

基于标记-整理算法，不产生碎片、停顿少

假设Java堆中内存是绝对规整的，所有用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式称为“指针碰撞”（Bump the Pointer）

内存状况分析

jstat

S0C：第一个幸存区的大小
S1C：第二个幸存区的大小
S0U：第一个幸存区的使用大小
S1U：第二个幸存区的使用大小
EC：伊甸园区的大小
EU：伊甸园区的使用大小
OC：老年代大小
OU：老年代使用大小
MC：方法区大小
MU：方法区使用大小
CCSC:压缩类空间大小
CCSU:压缩类空间使用大小
YGC：年轻代垃圾回收次数
YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间
FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
GCT：垃圾回收消耗总时间

jmap

heap：显示Java堆详细信息

histo[:live]：显示堆中对象的统计信息

dump:<dump-options>：生成堆转储快照
jmap -dump:format=b,file=heapdump.phrof pid

visualvm

jconsole

Athas阿里

mat

多线程

基本概念

线程概念

线程实现

继承Tread

实现Runnable接口

使用线程池

常用方法

yield

让出时间片

sleep

等待固定时间

会有中断异常

join

当前线程加塞等待另一个线程

stop

弃用，会释放所有monitor

interrupt

isInterrupted()判断执行XX

interrupt()打招呼

suspend挂起，不会释放临界资源，不推荐使用

resume恢复执行，不推荐使用

wait

先拿到对象的监视器

释放线程的监视器

notify

先拿到对象的监视器

随机唤醒一个

setDaemon

线程启动前设置

synchronized

进入同步代码前要获得给定对象的锁

线程状态

new

Runnable

Ready

Running

Terminated

Blocked

Waiting

TimedWaiting

线程容易发生的问题

死锁deadlock

多个线程间相互获取对方的资源导致互相等待

饥饿starvation

线程无法获得到需要的资源，导致无法执行

活锁liveLock

动态获取相同一种资源而等待

并发级别

阻塞

无障碍

最弱障碍，自由出入临界区，有竞争回滚数据。最终可能都失败。

无锁

无障碍，保证有一个线程胜出，例CAS

无等待

无锁，所有线程都必须有限步完成。无饥饿。例：读，写副本

定律

amdahl阿姆达尔定律

定义了串行系统并行化后的加速比的计算公式和理论上限

gustafson古斯塔夫定律

处理器的个数，串行比和加速比之间的关系。

线程同步

异常与锁

volatile

wait notify线程通信

JUC同步工具

executor

locks

ReentrantLock

可重入

但要重复退出

可中断

lockInterruptibly

可限时

超时不能获得锁，就返回false，不会永久等待构成死锁

tryLock(),

公平锁

ReentrantLock(boolean fair)

Condition

类似于 Object.wait()和bject.notify()
与ReentrantLock结合使用

await

signal

signalAll

Semaphore

共享锁,运行多个线程同时临界区

acquire

tryAcquire

release

ReadWriteLock

是JDK5中提供的读写分离锁

读-读不互斥，读-写互斥，写-写互斥

ReentrantReadWriteLock：readLock(),writeLock()

CountDownLatch

倒数计时器

new CountDownLatch(10)

countDown

await

CyclicBarrier

循环栅栏

CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

await

LockSupport

提供线程阻塞原语

park()

unpark(t)

collections

Queue

ConcurrentLinkedQueue

BlockingQueue

ArrayBlockingQueue

DelayQueue

LinkedBlockingQueue

PriorityBlockingQueue

SynchronousQueue

Deque

ArrayDeque

IdentityLinkedList

LinkedList

BlockingDeque

LinkedBlockingDeque

CopyOnWriteArrayList

CopyOnWriteArraySet

ConcurrentSkipListSet

ConcurrentMap

ConcurrentHashMap

ConcurrentNavigableMap

ConcurrentSkipListMap

tools

AtomicXXX原子类

CAS(一个指令cmpxchg)

Unsafe

AtomicInteger

getAndSet

compareAndSet

getAndIncrement

getAndAdd

AtomicReference

对引用进行修改

AtomicStampedReference

ABA,如：充值，时间戳因子

AtomicIntegerArray

支持无锁的数组

AtomicIntegerFieldUpdater

让普通变量也享受原子操作

同步容器

AbstractQueuedSynchronizer

ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch

线程池

Disruptor

对象在内存中的结构

对象头

MarkWord 4个字节

哈希码、分代年龄、锁标志位、
偏向线程ID、偏向时间戳等信息

类型指针 4个字节

标识是哪个类的实例

实例数据

有效信息

存储顺序

分配策略参数

相同宽度的字段总是被分配到一起

源码中定义顺序

对齐填充

不是必然存在

满足8字节的整数倍

引用类型

强引用

处于可达状态，不被回收

软引用

内存不足够时回收

弱引用

下一次垃圾回收

虚引用

不存储
跟踪对象被垃圾回收的状态

IO

IO 模型

阻塞 IO 模型

交出CPU

非阻塞 IO 模型

不会交出 CPU
用户线程不断地询问内核数据是否就绪

多路复用 IO 模型

有一个线程不断去轮询多个 socket 的状态，
当 socket 真正有读写事件时，才真正调用实际的 IO 读写操作。

信号驱动 IO 模型

IO请求注册信号函数，收到信号后调用 IO 读写

异步 IO 模型

内核完成后通知用户线程使用数据

io包

字节流

Inputstream

FileInputstream

ByteArrayInputstream

ObjectInputstream

PipedInputstream

SequenceInputstream

StringBufferInputstream

Outputstream

字符流

reder

buffered

stirng

charArray

filter

inputstream

fileReader

piped

writer

NIO

核心

Channel(通道、双向)

Buffer(缓冲区)

Selector监听多个通道的事件

包

channel包

Channels

FileChannel

Pipe

Selector

ServerSocketChannel等

SocketChannel

charSet包

CharSet

CharSetDecoder

CharSetEncoder等

Buffer

ByteBuffer

CharBuffer

IntBuffer

DoubleBuffer等

ByteOrder

mappedByteBuffer

JMM

原子性

一旦开始不会被干扰

有序性

在并发时可能会出现乱序

java 代码要转成汇编代码

汇编代码执行步骤：取指，译码和取寄存器操作数，执行或者有效地址计算，存储器访问，写回

指令重排可以使流水线更加顺畅

可见性

当一个线程修改了某一个共享变量的值，其他线程是否能够立即知道这个修改

产生原因：编译器优化，硬件优化

Happen-Before

程序顺序原则

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

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

线程安全的概念

java常用命令

jps

显示当前所有java进程pid的命令

jstack

堆栈跟踪工具