JVM學(xué)習(xí)筆記之常見(jiàn)JVM機(jī)制
JVM有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里就和大家一起來(lái)看一下它都包含哪些機(jī)制，常用的有Java源碼編譯機(jī)制，類加載機(jī)制和類執(zhí)行機(jī)制幾種，這里詳細(xì)介紹一下。
JVM學(xué)習(xí)筆記之JVM機(jī)制
一、JVM學(xué)習(xí)筆記之Java源碼編譯機(jī)制：
1。分析和輸入到符號(hào)表（ParserAndEnter）：
詞法分析com.sun.tools.javac.parser.Scanner：將代碼字符串轉(zhuǎn)變?yōu)閠oken序列。
語(yǔ)法分析com.sun.tools.javac.parser.Parser：Token序列生成抽象語(yǔ)法樹(shù)。
輸入到符號(hào)表com.sun.tools.javac.comp.Enter：類中出現(xiàn)的符號(hào)輸入類自身的符號(hào)表中等。
2。注釋處理（AnnotationProcessing）
用于處理用戶自定義的annotation，處理后再次進(jìn)入ParserAndEnter步驟。
3。語(yǔ)法分析和生成class文件（AnalyseandGenerate）
基于抽象語(yǔ)法樹(shù)進(jìn)行一序列語(yǔ)義分析，再完成分析后，開(kāi)始生成class文件com.sun.tools.javac.jvm.Gen。
二、JVM學(xué)習(xí)筆記之類加載機(jī)制（類加載器子系統(tǒng)的工作職責(zé)與工作流程）：
1。裝載（Load）：查找并裝載二進(jìn)制字節(jié)碼，采用兩個(gè)元素來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)被加載的類：類的全限定名+ClassLoader實(shí)例ID。
2。鏈接（Link）：校驗(yàn)（Verify）--格式校驗(yàn)確保被導(dǎo)入類的正確性-->準(zhǔn)備（Prepared）--為類變量分配內(nèi)存空間并初始化默認(rèn)值-->解析（Resolve）--把導(dǎo)入類的符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用。
3。初始化（Initialize）：執(zhí)行類中的靜態(tài)初始化代碼、構(gòu)造器代碼及靜態(tài)屬性的初始化。
ClassLoader雙親委派模型：
BootstrapClassLoader--$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar（曾祖父）<--
ExtensionClassLoader--$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar（祖父）<--
SystemClassLoader--$CLASSPATH（父親）<--
User-DefinedClassLoader
三、JVM學(xué)習(xí)筆記之類執(zhí)行機(jī)制：
SunJDK基于棧的體系結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行字節(jié)碼，代碼緊湊，體積小。調(diào)用方法invokestatic、invokespecial、invokevirtual、invokeinterface。
1。字節(jié)碼解釋執(zhí)行
指令解釋執(zhí)行：對(duì)于方法的指令解釋執(zhí)行，執(zhí)行方式為經(jīng)典馮*諾依曼體系的FDX循環(huán)方式，有switching-threading、token-threading、direct-threading、subroutine-threading、inline-threading。
SunJDK主要的優(yōu)化：
棧頂緩存（top-of-stackcaching）：即將本來(lái)位于操作棧頂?shù)闹抵苯泳彺娴郊拇嫫魃?，這對(duì)于大部分只需要一個(gè)值的操作而言，無(wú)須將數(shù)據(jù)放入操作數(shù)棧，可直接在寄存器計(jì)算，然后返回操作數(shù)棧。
部分棧幀共享：當(dāng)方法調(diào)用時(shí)，后一個(gè)方法可將前一方法的操作數(shù)作為當(dāng)前方法的局部變量，從而節(jié)省數(shù)據(jù)copy帶來(lái)的消耗。下面再來(lái)看一下JVM學(xué)習(xí)筆記之類執(zhí)行機(jī)制的第二部分內(nèi)容字節(jié)碼編譯執(zhí)行。
2。字節(jié)碼編譯執(zhí)行
解釋執(zhí)行的效率較低，為提升代碼執(zhí)行性能，SunJDK提供將字節(jié)碼編譯為機(jī)器碼的支持，編譯在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，通常稱為JIT編譯器。SunJDK在執(zhí)行過(guò)程中，對(duì)執(zhí)行頻率不頻繁的代碼采用解釋執(zhí)行，執(zhí)行頻率高的代碼采用編譯執(zhí)行。
SunJDK主要的優(yōu)化：
ClientCompiler（C1）：
方法內(nèi)聯(lián)：-XX:MaxInlineSize=字節(jié)數(shù)進(jìn)行控制。
去虛擬化：進(jìn)行類的層次的分析，如發(fā)現(xiàn)類中的方法只提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)類，那么可以對(duì)調(diào)用此方法的代碼進(jìn)行方法內(nèi)聯(lián)。
多余消除：根據(jù)運(yùn)行狀況進(jìn)行代碼折疊或消除。
ServerCompiler（C2）：
標(biāo)量替換：用標(biāo)量替換聚合量，如：用基本類型替換對(duì)象。
棧上分配（TLAB）：對(duì)于未逃逸對(duì)象可以直接在棧上分配，而不是JVM堆上。
同步消除：如果發(fā)現(xiàn)同步對(duì)象未逃逸，可以去掉同步。
SunJDK之所以未在啟動(dòng)時(shí)即編譯成機(jī)器碼，有幾方面原因：
根據(jù)運(yùn)行狀況來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)編譯，為C2收集運(yùn)行數(shù)據(jù)的越長(zhǎng)的時(shí)間，編譯出來(lái)的代碼會(huì)比靜態(tài)編譯更優(yōu)越。
解釋執(zhí)行比編譯執(zhí)行更節(jié)省內(nèi)存。
啟動(dòng)時(shí)解釋執(zhí)行的啟動(dòng)速度比編譯再啟動(dòng)執(zhí)行更快。
（小記：當(dāng)java-server出現(xiàn)Error:no`server'JVMat`XXX\bin\server\jvm.dll'錯(cuò)誤時(shí)，解決方法可以復(fù)制jdk下jre\bin\server目錄到j(luò)re7\bin目錄下；或windows下可以通過(guò)修改注冊(cè)表HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\JavaSoft\JavaRuntimeEnvironment；UNIX下更改/usr/java的鏈接）
3。反射執(zhí)行
基于反射可動(dòng)態(tài)調(diào)用某對(duì)象實(shí)例中對(duì)應(yīng)的方法、訪問(wèn)查看對(duì)象的數(shù)據(jù)等。最直接的方法是動(dòng)態(tài)生成字節(jié)碼：Class.forName(Class'sName)。
getMethod相對(duì)比較耗性能（裝載Class對(duì)象、各種（權(quán)限等）校驗(yàn)Class、執(zhí)行構(gòu)造對(duì)象的netInstance、所有方法的掃描及Method對(duì)象的復(fù)制、......），反射執(zhí)行獲取的方法與標(biāo)準(zhǔn)的方法調(diào)用沒(méi)有任何區(qū)別（method.invoke僅比直接調(diào)用低一點(diǎn)）,所以可采用緩存getMethod返回的Method對(duì)象來(lái)提升性能。
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