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摘要：本篇博客主要針對虛擬機(jī)的晚期編譯優(yōu)化，內(nèi)存模型與線程，線程安全與鎖優(yōu)化進(jìn)行總結(jié)，其余部分總結(jié)請點(diǎn)擊虛擬總結(jié)上篇，虛擬機(jī)總結(jié)中篇。
本篇博客主要針對Java虛擬機(jī)的晚期編譯優(yōu)化，Java內(nèi)存模型與線程，線程安全與鎖優(yōu)化進(jìn)行總結(jié)，其余部分總結(jié)請點(diǎn)擊Java虛擬總結(jié)上篇 ，Java虛擬機(jī)總結(jié)中篇。
一.晚期運(yùn)行期優(yōu)化 即時編譯器JIT即時編譯器JIT的作用就是熱點(diǎn)代碼轉(zhuǎn)換為平臺相關(guān)的機(jī)器碼，并進(jìn)行優(yōu)化，它并不是一個虛擬機(jī)所必須的部分，只能說有它是錦上添花。
熱點(diǎn)代碼 熱點(diǎn)代碼分類被多次調(diào)用的方法
被多次調(diào)用的循環(huán)體
熱點(diǎn)探測判定方法基于采樣的熱點(diǎn)探測，虛擬機(jī)周期性地檢查棧頂，發(fā)現(xiàn)某個方法經(jīng)常出現(xiàn)在棧頂，那么這個方法就是熱點(diǎn)方法，簡單高效但不精確
基于計數(shù)器熱點(diǎn)探測，為每個方法建立計數(shù)器來統(tǒng)計執(zhí)行次數(shù)，超過閾值就是熱點(diǎn)方法，Hotpot就是采用這種方法。分為方法計數(shù)器（統(tǒng)計方法），回邊計數(shù)器（統(tǒng)計循環(huán)）
編譯過程（Client Complier）
第一階段
將字節(jié)碼構(gòu)造成高級中間代碼表示（HIR）
第二階段
將HIR變?yōu)長IR
第三階段
使用線性掃描算法，在LIR上分配寄存器，產(chǎn)生機(jī)器代碼
優(yōu)化方法 公共子表達(dá)式優(yōu)化當(dāng)一個表達(dá)式A的結(jié)果已經(jīng)計算過了，且A中的所有變量都沒有發(fā)生過變化，那么下一次要用到A時就不用計算了，而是直接取之前A的結(jié)果。
數(shù)組邊界檢查消除 方法內(nèi)聯(lián) 逃逸分析逃逸的定義：一個在方法里定義的變量，作為參數(shù)傳遞給其他方法（方法逃逸），或者賦值給類變量（線程逃逸）。
優(yōu)化方法：
棧上分配：不會逃逸的對象就不在堆上分配了，就在棧上分配，那么對象所占的空間就可以隨棧幀的出棧而銷毀，減少垃圾收集系統(tǒng)的壓力。
同步消除：如果一個變量肯定不會逃逸出線程，那么關(guān)于這個變量的同步措施就可以去掉。
二.Java內(nèi)存模型與線程 內(nèi)存模型說了這么多的內(nèi)存模型，到底什么是內(nèi)存模型呢？
特定的操作協(xié)議下，對特定的內(nèi)存或高速緩存進(jìn)行讀寫訪問的過程抽象。
它的作用是定義程序中各個共享的變量的訪問規(guī)則，即如何將變量寫入內(nèi)存和從內(nèi)存中取出變量。Java內(nèi)存模型有主內(nèi)存與工作內(nèi)存之分，所有變量存在主內(nèi)存中，線程則是擁有自己的工作內(nèi)存，它是主內(nèi)存的副本拷貝，線程只能讀寫工作內(nèi)存。
8種原子操作lock（鎖定）：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個變量標(biāo)識為一條線程獨(dú)占的狀態(tài)。
unlock（解鎖）：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來，釋放后的變量才可以被其他線程鎖定。
read（讀取）：作用于主內(nèi)存的變量，它把一個變量的值從主內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)骄€程的工作內(nèi)存中，以便隨后的 load 動作使用。
load（載入）：作用于工作內(nèi)存的變量，它把 read 操作從主內(nèi)存中得到的變量值放入工作內(nèi)存的變量副本中。
use（使用）：作用于工作內(nèi)存的變量，它把工作內(nèi)存中一個變量的值傳遞給執(zhí)行引擎，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個需要使用到變量的值的字節(jié)碼指令時將會執(zhí)行這個操作。
assign（賦值）：作用于工作內(nèi)存的變量，它把一個從執(zhí)行引擎接收到的值賦給工作內(nèi)存的變量，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個給變量賦值的字節(jié)碼指令時執(zhí)行這個操作。
store（存儲）：作用于工作內(nèi)存的變量，它把工作內(nèi)存中一個變量的值傳送到主內(nèi)存中，以便隨后的 write 操作使用。
write（寫入）：作用于主內(nèi)存的變量，它把 store 操作從工作內(nèi)存中得到的變量的值放入主內(nèi)存的變量中。
volatile變量的特殊規(guī)則volatile的特性是保證此變量對所有線程的可見性，即當(dāng)變量的值修改后，其他線程可以立即知道發(fā)生的變化。普通變量則是修改完值后，需要寫回主內(nèi)存，然后其他線程再從主內(nèi)存讀取該數(shù)據(jù)。volatile還可以通過內(nèi)存屏障來禁止指令的重排序。綜合來講它的讀操作和普通變量差不多，寫操作慢一點(diǎn)。
long和double變量的特殊規(guī)則8種操作一般都是原子性的，但是對于64位的數(shù)據(jù)，內(nèi)存模型允許將沒有被volatile修飾的64位數(shù)據(jù)的讀寫操作劃分為兩次32位的操作進(jìn)行---->非原子協(xié)定但一般我們不需要將long和double聲明為volatile。
先行發(fā)生原則程序次序規(guī)則
管程鎖定規(guī)則
volatile變量規(guī)則
線程啟動規(guī)則
線程終止規(guī)則
線程中斷規(guī)則
對象終結(jié)規(guī)則
傳遞性
Java與線程Java的Thread類大多API都是Native方法，是與平臺相關(guān)的。
實現(xiàn)線程的三種方式使用內(nèi)核線程實現(xiàn)：內(nèi)核線程即直接由操作系統(tǒng)內(nèi)核支持的線程，由內(nèi)核來完成線程切換，程序使用輕量級進(jìn)程接口與內(nèi)核線程一對一的關(guān)系，內(nèi)核線程再經(jīng)由線程調(diào)度器分派給CPU。
使用用戶線程實現(xiàn)：用戶線程的建立同步銷毀調(diào)度完全在用戶態(tài)中完成，不需切換到內(nèi)核態(tài)，一對多的關(guān)系。
用戶線程+輕量級進(jìn)程：多對多的關(guān)系。
線程的調(diào)度
協(xié)同式調(diào)度
線程的執(zhí)行時間由線程自己控制，執(zhí)行完后再主動通知系統(tǒng)切換線程，可能會導(dǎo)致一個線程長時間地阻塞
搶占式調(diào)度
由系統(tǒng)分配時間，線程可以主動讓出時間但是不能主動獲得時間，通過設(shè)置優(yōu)先級確定順序
線程的狀態(tài)新建：剛剛創(chuàng)建還未啟動
運(yùn)行：正在執(zhí)行或者等待分配時間
無限等待：不會被CPU分配時間，需要其他線程顯式喚醒
有限等待：在一段時間后由系統(tǒng)自動喚醒
阻塞：等待一個排他鎖
結(jié)束
三.線程安全與鎖優(yōu)化 線程安全的程度，依次減弱不可變，將對象中帶狀態(tài)的變量都置為final
絕對線程安全，完全符合線程安全定義
相對線程安全，對這個對象的多帶帶的操作是線程安全的，如Vector，HashTable等
線程兼容，對象本身不是線程安全的，但是可以在調(diào)用端正確地使用同步手段才能保證在并發(fā)環(huán)境下正常使用。
線程對立，無論調(diào)用端如何努力，都不可能實現(xiàn)線程安全
線程安全的實現(xiàn)方法
互斥同步
synchronized關(guān)鍵字會在代碼塊的前后分別形成monitorenter和monitorexit指令，這兩個指令需要一個reference對象參數(shù)，該鎖有一個計數(shù)器以實現(xiàn)同步，進(jìn)入時將計數(shù)器+1，退出時-1，本線程可重入，其他線程需阻塞等待。synchronized的缺點(diǎn)是由于Java線程是映射到操作系統(tǒng)的，所以喚醒阻塞一個線程都需要系統(tǒng)幫忙，需要從用戶態(tài)轉(zhuǎn)到內(nèi)核態(tài)，耗費(fèi)很多處理器時間。
ReentrantLock對synchronized的優(yōu)勢：
等待可中斷
公平鎖：必須按照申請鎖的時間順序來一次獲得鎖
鎖綁定多個條件
非阻塞同步
為了解決線程阻塞和喚醒所帶來的性能問題，先對共享數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，如果沒有競爭就成功了，否則就補(bǔ)償（不斷重試直到成功）
無同步方案
可重入代碼
線程本地存儲，把共享數(shù)據(jù)的范圍限制到線程內(nèi)，ThreadLocalMap以ThreadLocalHashMap為鍵,以本地線程變量為值的K-V對
鎖優(yōu)化鎖優(yōu)化的方案有以下幾種：
自旋鎖：為了減少線程阻塞與喚醒的消耗，線程在被阻塞時可以執(zhí)行一個忙循環(huán)（自旋）
鎖消除：對不存在共享數(shù)據(jù)競爭的鎖進(jìn)行消除
鎖粗化：在一個代碼塊內(nèi)對一個對象連續(xù)的地加鎖解鎖，就對整個代碼塊一次性加鎖減少性能損耗
輕量級鎖：無競爭地情況下使用CAS操作去消除同步使用地互斥量
偏向鎖：鎖會偏向于第一個獲得它地線程
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摘要：驗證過程驗證過程的目的是為了確保文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求，并且不會危害虛擬機(jī)自身的安全。二虛擬機(jī)字節(jié)碼執(zhí)行引擎虛擬機(jī)的執(zhí)行引擎自行實現(xiàn)，可以自行制定指令集與執(zhí)行引擎的結(jié)構(gòu)體系。 本篇博客主要針對Java虛擬機(jī)的類加載機(jī)制，虛擬機(jī)字節(jié)碼執(zhí)行引擎，早期編譯優(yōu)化進(jìn)行總結(jié)，其余部分總結(jié)請點(diǎn)擊Java虛擬總結(jié)上篇 。 一.虛擬機(jī)類加載機(jī)制 概述 虛擬機(jī)把描述類的數(shù)據(jù)從Clas...
摘要：于是這篇博客就針對虛擬機(jī)的各個知識點(diǎn)進(jìn)行歸納。若虛擬機(jī)棧請求擴(kuò)展時無法申請到足夠的內(nèi)存，則拋出異常。類索引用于確定類的全限定名，父類索引用于確定父類的全限定名。字節(jié)碼指令操作碼長度為一個字節(jié)，所以總數(shù)最多不超過條。 Java虛擬機(jī)一直是Java的重難點(diǎn)，一方面由于系統(tǒng)封裝得太好，你平常寫程序的時候幾乎感覺不到它的存在，另一方面了解必要的Java虛擬機(jī)工作原理才能對真實工作環(huán)境下的bug...
摘要：編譯器只需面向，生成能理解的代碼或字節(jié)碼文件。源文件經(jīng)編譯器，編譯成字節(jié)碼程序，通過將每一條指令翻譯成不同平臺機(jī)器碼，通過特定平臺運(yùn)行。漲見識，字節(jié)碼執(zhí)行過程分析。解決辦法減少默認(rèn)棧的容量來換取更多的線程支持。 前言 JVM是java的核心和基礎(chǔ)，在java編譯器和os平臺之間的虛擬處理器。它是一種基于下層的操作系統(tǒng)和硬件平臺并利用軟件方法來實現(xiàn)的抽象的計算機(jī)，可以在上面執(zhí)行java的...
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