JVM学习笔记之常见JVM机制

JVM有很多值得学习的地方，这里就和大家一起来看一下它都包含哪些机制，常用的有Java源码编译机制，类加载机制和类执行机制几种，这里详细介绍一下。

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JVM学习笔记之JVM机制

一、JVM学习笔记之Java源码编译机制：

1。分析和输入到符号表（ParserAndEnter）：

词法分析com.sun.tools.javac.parser.Scanner：将代码字符串转变为token序列。

语法分析com.sun.tools.javac.parser.Parser：Token序列生成抽象语法树。

输入到符号表com.sun.tools.javac.comp.Enter：类中出现的符号输入类自身的符号表中等。

2。注释处理（AnnotationProcessing）

用于处理用户自定义的annotation，处理后再次进入ParserAndEnter步骤。

3。语法分析和生成class文件（AnalyseandGenerate）

基于抽象语法树进行一序列语义分析，再完成分析后，开始生成class文件com.sun.tools.javac.jvm.Gen。

二、JVM学习笔记之类加载机制（类加载器子系统的工作职责与工作流程）：

1。装载（Load）：查找并装载二进制字节码，采用两个元素来标识一个被加载的类：类的全限定名+ClassLoader实例ID。

2。链接（Link）：校验（Verify）--格式校验确保被导入类的正确性-->准备（Prepared）--为类变量分配内存空间并初始化默认值-->解析（Resolve）--把导入类的符号引用转换为直接引用。

3。初始化（Initialize）：执行类中的静态初始化代码、构造器代码及静态属性的初始化。

ClassLoader双亲委派模型：

BootstrapClassLoader--$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar（曾祖父）<--

ExtensionClassLoader--$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar（祖父）<--

SystemClassLoader--$CLASSPATH（父亲）<--

User-DefinedClassLoader

三、JVM学习笔记之类执行机制：

SunJDK基于栈的体系结构来执行字节码，代码紧凑，体积小。调用方法invokestatic、invokespecial、invokevirtual、invokeinterface。

1。字节码解释执行

指令解释执行：对于方法的指令解释执行，执行方式为经典冯*诺依曼体系的FDX循环方式，有switching-threading、token-threading、direct-threading、subroutine-threading、inline-threading。

SunJDK主要的优化：

栈顶缓存（top-of-stackcaching）：即将本来位于操作栈顶的值直接缓存到寄存器上，这对于大部分只需要一个值的操作而言，无须将数据放入操作数栈，可直接在寄存器计算，然后返回操作数栈。

部分栈帧共享：当方法调用时，后一个方法可将前一方法的操作数作为当前方法的局部变量，从而节省数据copy带来的消耗。下面再来看一下JVM学习笔记之类执行机制的第二部分内容字节码编译执行。

2。字节码编译执行

解释执行的效率较低，为提升代码执行性能，SunJDK提供将字节码编译为机器码的支持，编译在运行时进行，通常称为JIT编译器。SunJDK在执行过程中，对执行频率不频繁的代码采用解释执行，执行频率高的代码采用编译执行。

SunJDK主要的优化：

ClientCompiler（C1）：

方法内联：-XX:MaxInlineSize=字节数进行控制。

去虚拟化：进行类的层次的分析，如发现类中的方法只提供一个实现类，那么可以对调用此方法的代码进行方法内联。

多余消除：根据运行状况进行代码折叠或消除。

ServerCompiler（C2）：

标量替换：用标量替换聚合量，如：用基本类型替换对象。

栈上分配（TLAB）：对于未逃逸对象可以直接在栈上分配，而不是JVM堆上。

同步消除：如果发现同步对象未逃逸，可以去掉同步。

SunJDK之所以未在启动时即编译成机器码，有几方面原因：

根据运行状况来进行动态编译，为C2收集运行数据的越长的时间，编译出来的代码会比静态编译更优越。

解释执行比编译执行更节省内存。

启动时解释执行的启动速度比编译再启动执行更快。

（小记：当java-server出现Error:no`server'JVMat`XXX\bin\server\jvm.dll'错误时，解决方法可以复制jdk下jre\bin\server目录到jre7\bin目录下；或windows下可以通过修改注册表HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\JavaSoft\JavaRuntimeEnvironment；UNIX下更改/usr/java的链接）

3。反射执行

基于反射可动态调用某对象实例中对应的方法、访问查看对象的数据等。最直接的方法是动态生成字节码：Class.forName(Class'sName)。

getMethod相对比较耗性能（装载Class对象、各种（权限等）校验Class、执行构造对象的netInstance、所有方法的扫描及Method对象的复制、......），反射执行获取的方法与标准的方法调用没有任何区别（method.invoke仅比直接调用低一点）,所以可采用缓存getMethod返回的Method对象来提升性能。

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