一、JVM架构



二、Java程序运行的过程

1、总体执行流程

2、字节码文件

    1）字节码的作用：

        a. 类似于在操作系统指令之上建立了一个中间层，一个与具体操作系统的无关的操作指令层

        b. 使Java语言能够跨 操作系统、跨平台运行

        c. "计算机领域的任何问题都可以通过增加一个中间层（虚拟层）来解决"

    2）字节码文件的编程过程

    3）字节码文件的格式

3、字节码文件的执行

    1）字节码文件的加载

        a. 双亲委派机制

        b. ClassLoader的加载过程：ApplicationClassLoader（加载classpath下的文件）->PlatformClassLoader（加载jre/lib/ext/*.jar等）->BootstrapClassLoader（加载jire/lib/rt.jar等）

        c. 自定义ClassLoader：隔离加载类、扩展加载源、字节码加密

    2） 字节码的执行

        a. 解释执行

        b. JIT--热点代码的编译执行（JVM参数）

4、字节码指令在JVM中的执行过程

    1）JVM内存区域的划分

        a. 程序计数器

        b. 方法区

        c. 栈区：虚拟机栈+本地方法栈

        d. 堆区

        e. 直接内存

    2）具体执行过程





5、JVM内存模型--JMM

    1）解决的问题：多线程场景下，线程访问共享变量的问题 

    2）volatile关键字

        a. 保证了多线程环境下，共享变量的可见性，但并不能解决并发行问题

        b. 禁止指令重排序

三、JVM垃圾回收

1、如何判断对象是否可回收

    1）引用计数器

    2）可达性分析算法

2、垃圾回收的方法

    1）三种回收方法

        a. 清除

        b. 压缩

        c. 复制

    2）分代回收

3、垃圾回收过程中内存空间的管理

4、垃圾回收的过程

    1）回收算法&垃圾回收器



四、JVM性能调优工具

1、JPS

1）查看所有Java进程的pid

2、JSTAT

1）监控Java程序的资源和性能，如Heap size、垃圾回收情况

3、JMAP

1）输出所有内存中的对象

2）在不同时间执行jmap，并对结果进行对比分析，可以看出GC回收对象的过程

4、JConsole

5、JV isualVM

五、Java代码优化

1、代码中需要注意的点

    1）合理使用多线程

        a. 启动线程数 = [任务执行时间 /（任务执行时间-IO等待时间）]*CPU核数 = 任务执行时间 / CPU执行时间 * CPU核数

    2）注意多线程竞争

    3）注意线程安全问题

        a. 局部变量： 线程安全

        b. 局部的对象引用：对象仅在方法内部，不会发生逃逸时，是线程安全的

        c. 成员对象：多线程同时访问是，线程不安全

    4）ThreadLocal

    5）内存泄漏问题

        a. 长生命周期对象引起的内存泄漏

        b. 静态容器引起的内存泄漏

        c. 缓存引起的内存泄漏

2、优化建议

    1）使用池化技术

    2）使用合适的数据结构

    3）缩短无用对象的生命周期

    4）合理的使用IO

    5）优先使用组合，而非继承

    6）合理使用单例模式

    7）使用“中间层”技术