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前言
前两天和敌人探讨技术的时候有聊到 JVM 和 JDK 这一块，聊到这里两个人就像高山流水遇知音那是基本停不下来，预先我想着趁现在印象还比拟粗浅就把这些货色整顿起来分享给大家来帮忙更多的人吧。话不多说，满满的干货都整顿在上面了！
JVM 探索
jvm 的地位
jvm 的体系结构
堆外面有垃圾，须要被 GC 回收
栈外面是没有垃圾的，用完就弹出去了，栈外面有垃圾，程序就崩了，执行不完 main 办法。
Java 栈，本地办法栈，程序计数器外面是不可能存在垃圾的。也就不会有垃圾回收。
所谓的 jvm 调优就是在堆外面调优了，jvm 调优 99% 都是在办法区和堆外面进行调优的。
类加载器
public class Car {public static void main(String[] args) {Car car1 = new Car();
Car car2 = new Car();
Car car3 = new Car();
System.out.println(car1.hashCode());
System.out.println(car2.hashCode());
System.out.println(car3.hashCode());
Class<? extends Car> aClass1 = car1.getClass();
Class<? extends Car> aClass2 = car2.getClass();
Class<? extends Car> aClass3 = car3.getClass();
System.out.println(aClass1.hashCode());
System.out.println(aClass2.hashCode());
System.out.println(aClass3.hashCode());
}
}作用：加载 class 文件 – 相似 new Student();
类是一个模板，是形象的，而 new 进去的对象是具体的，是对这个形象的类的实例化
1. 虚拟机自带的加载器
2. 启动类（根）加载器
3. 扩大加载器
4. 应用程序（零碎类）加载器
ClassLoader classLoader = aClass1.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);//AppClassLoader 应用程序加载器
System.out.println(classLoader.getParent());//ExtClassLoader 扩大类加载器
System.out.println(classLoader.getParent().getParent());//null 1. 不存在 2.Java 程序获取不到1. 类加载器收到类加载的申请
2. 将这个申请向上委托给父类加载器去实现，始终向上委托，直到根加载器
3. 启动类加载器会查看是否可能加载以后这个类，能加载就完结，应用以后加载器，否则，抛出异样，告诉子类加载器进行加载。
4. 反复步骤 3
若都找不到就会报 Class Not Found
null：Java 调用不到，可能编程语言是 C 写的，所以调不到
Java =C+±- 去掉 C 外面比拟繁琐的货色 指针，内存治理（JVM 帮你做了）
双亲委派机制
双亲委派机制：平安
APP–>EXC–BOOTStrap(根目录，最终执行)
当某个类加载器须要加载某个.class 文件时，它首先把这个工作委托给他的下级类加载器，递归这个操作，如果下级的类加载器没有加载，本人才会去加载这个类。
在 src 下创立 Java.lang 包，创立一个 String 类
package java.lang;
public class String {public String toString(){return "hello";}
public static void main(String[] args) {String s = new String();
System.out.println(s.getClass().getClassLoader());
s.toString();}
}执行后果
它会去最终的 BOOTStrap 外面的 String 类外面去执行，找到执行类的地位，发现外面没有要执行的 mian 办法，所以会报这个错。
在 src 下创立类 Student
public class Student {public String toString(){return "HELLO";}
public static void main(String[] args) {Student student = new Student();
System.out.println(student.getClass().getClassLoader());
System.out.println(student.toString());
}
}执行后果
如上图可见最终是在 APP 外面执行的，胜利输入 HELLO 语句
双亲委派机制的作用
1、避免反复加载同一个.class。通过委托去向下面问一问，加载过了，就不必再加载一遍。保障数据安全。
2、保障外围.class 不能被篡改。通过委托形式，不会去篡改外围.class，即便篡改也不会去加载，即便加载也不会是同一个.class 对象了。不同的加载器加载同一个.class 也不是同一个 Class 对象。这样保障了 Class 执行平安。
沙箱平安机制
Java 平安模型的外围就是 Java 沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限度程序运行的环境，沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机（JVM）特定的运行范畴中，并且严格限度代码对本地系统资源拜访，通过这样的措施来保障对代码的无效隔离，避免对本地零碎造成毁坏，沙箱次要限度系统资源拜访，那系统资源包含什么？CPU，内存，文件系统，网格，不同级别的沙箱对这些资源拜访的限度也是能够不一样。
所以的 Java 程序运行都能够指定沙箱，能够定制安全策略。
在 Java 中将执行程序分为本地代码呵近程代码两种，本地代码默认视为可信赖的，而近程代码则被看作是不受信赖的，对于受权的本地代码，能够拜访所有本地资源，而对于非授信的近程代码在晚期的 Java 实现中，平安依赖于沙箱机制，如下图 jdk1.0 平安模型
但如此严格的平安机制也给程序的性能扩大带来阻碍，比方当用户心愿近程代码拜访本地零碎的文件时候，就无奈实现，因而在后续的 Java1.1 版本中，针对平安机制做了改良，减少了安全策略，容许用户指定代码本地资源的拜访权限，如下图所示 JDK1.1 平安模型
在 Java1.2 版本中，再次改良了平安机制，减少了代码签名，不管本地代码或是近程代码，都会依照用户的安全策略设定，由类加载器加载到虚拟机中权限不同的运行空间，来实现差异化的代码执行权限管制，如下图所 JDK1.2 平安模型
以后最新的平安机制实现，则引入域（Domain）的概念，虚构机会把所有代码加载到不同的零碎域和利用域，零碎域局部专门负责与要害资源进行交互，而各个利用域局部则通过零碎域的局部代理来各种需要的资源进行拜访，虚拟机中不同的受爱护域，对应不一样的权限，存在不同域中的类文件就具备了以后域的全副权限，如下图所示，最新的平安模型
组成沙箱的根本组件：
字节码校验器(bytecode verifier)：确保 Java 类文件遵循 Java 语言标准，这样能够帮忙 Java 程序实现内存保护，但并不是所有的类文件都会通过字节码校验，比方外围类。
类加载器(class loader)：其中类加载器在 3 个方面对 Java 沙箱起作用
它避免恶意代码去干预善意的代码；// 双亲委派机制
它守护了被信赖的类库边界；
它将代码纳入爱护域，确定了代码能够进行哪些操作；
虚拟机为不同的类加载器载入的类提供不同的命名空间，命名空间由一系列惟一的名称组成，每一个被装载的类将有一个名字，这个命名空间由 Java 虚拟机为每一个类加载器保护的，它们相互甚至不可见。
类加载器采纳的机制是双亲委派模式。
虚拟机为不同的类加载开始加载，外层歹意同名类得不到加载从而无奈应用；
因为严格通过包来辨别了拜访域：外层歹意的类通过内置代码也无奈取得权限拜访到内置类，毁坏代码就天然无奈失效。
存取控制器（access controller）：存取控制器能够管制外围 API 对操作系统的存取权限，而这个管制的策略设定，能够由用户指定。
平安管理器（security manager）：是外围 API 和操作系统之间的次要接口，实现权限管制，比存取控制器优先级高。
平安软件包（security package）：java.security 下的类和扩大包下的类，容许用户为本人的利用减少新的平安个性，包含：
平安提供者
信息摘要
数字签名 kettools https(须要证书)
加密
甄别
Native
但凡带了 native 关键字，阐明 Java 的的作用范畴达不到了，会去调用底层 C 语言的库！
会进入本地办法栈
调用本地办法本地接口 JNI
JNI 的作用：扩大 Java 的应用，交融不同的编程语言为 Java 所用，最后：C，C++
Java 诞生的时候 C ,C++ 比拟火，Java 想要立足，必须要有调用 C，C++ 的程序。
他在内存区域专门开拓了一块标记区域：Native Method Stack，注销 native 办法
在最终执行的时候，加载本地办法库中的办法通过 JNI
Java 程序驱动打印机，管理系统，把握即可，在企业级利用中较为少见。
目前该办法应用应用的越来越少了，除非 是与硬件无关的利用，比方通过 Java 程序驱动打印机或者 Java 系统管理生产设施，在企业级利用中曾经比拟少见，因为当初的异构畛域间通信很发达，比方能够应用 Socjet 通信，也能够使 Web Service 等等，不多做介绍！
PC 寄存器
程序计数器：Program Counter Register
每个线程都有一个程序计数器，要线程公有的，就是一个指针，指向办法区中的办法字节码（用来存储指向像一条指令的地址，也行将要执行的指令代码），在执行引擎读取下一条指令，是一个十分小的内存空间，简直能够忽略不计。
办法区
Method Area 办法区
办法区是被所有线程共享，所有字段和办法字节码，以及一些非凡办法，如构造函数，接口代码也在此定义，简略说，所有定义的办法的信息都保留在该区域，在此区域属于共享区间
动态变量，常量，类信息（构造方法，接口定义），运行时的常量池存在办法区中，然而实例变量存在堆内存中，与办法区无关。
static，final，Class，常量池
栈
栈是一种数据结构
程序 = 数据结构 + 算法：继续学习~
程序 = 框架 + 业务逻辑：吃饭~
栈：先进后出，后进先出
队列：先进先出（FIFO:First input First Output）
办法运行实现当前，就会被栈弹出去
两个办法相互调，就会导致栈溢出
public class Inn {public static void main(String[] args) {new Inn().test();}
public void test(){a();
}
public void a(){test();
}
// a 调 test，test 调 a
}运行后果
栈：栈内存，主管程序的运行，生命周期和线程同步，也就是线程如果都完结了，栈也就变成空的了；
线程完结，占内存也就开释了，对于栈来说，不存在垃圾回收问题，一旦线程完结，栈就没了。
栈：8 大根本类型 + 对象援用 + 实例的办法
栈运行原理：栈帧
函数调用过程中，必定须要空间的开拓，而调用这个函数时为该函数开拓的空间就叫做该函数的栈帧
程序正在执行的办法肯定在栈的顶部，执行完就会弹出去
栈 1 在运行实现之后就会弹出去，而后栈 2 在去执行，栈 2 执行完，程序也就完结了
栈满了：StackOverflowError
栈 + 堆 + 办法区 : 交互
如下图：对象在内存中实例化的过程
三种 jvm
Sun 公司 HotSpot Java HotSpot™ 64-Bit Server VM (build 25.77-b03, mixed mode)
BEA：JRockit
IBM：J9 VM
咱们用的是 hotspot
堆
Heap（堆）：一个 jvm 只有一个，堆内存的大小是能够调节的。
类加载器读取了类文件后，个别会把什么货色放到堆中呢？类，办法，常量，保留咱们所有援用类型的实在对象。
堆内存中还要细分为三个区域：
新生区（伊甸园区）
养老区
永恒区
GC 垃圾回收，次要是在伊甸园区和养老区，
假如内存满了，会报 OOM，堆内存不够，堆溢出
在 jdk8 当前，永恒存储区改了个名字叫（元空间）
新生区
它是一个类：诞生和成长的中央，甚至死亡；
新生辨别为 伊甸园区和幸存者区
伊甸园区; 所有的对象都是在伊甸园区里 new 进去的
幸存区：（0，1）
当伊甸园区满了当前，会触发轻 GC，对伊甸园区进行垃圾回收，当某个对象通过 GC 幸存下来当前，就会进入到幸存者区，顺次一直的循环，当幸存 0 区和 1 区也满了的时候，在经验过屡次 GC 当前，活下来的对象，也就是被从新援用的对象就会进入到老年区。而当老年区也满了的时候，就会触发重 GC，重 CG 除了会去清理老年区的，还会伊甸园区和幸存 0 区 1 区的所有垃圾全清理掉。而在重 GC 革除下，活下来的就会进入到养老区。当重 GC 清理结束当前，新生区和养老区还是都满了，这个时候就会报堆溢出的报错。
真谛：通过钻研，99% 对象都是长期对象。
老年区
新生区外面 GC 不掉的对象就会去到老年区
永恒区
这个区域常驻内存的，用来寄存 JDK 本身携带的 Class 对象，Interface 元数据，存储的是 Java 运行时的一些环境或类信息，这个区域不存在垃圾回收！敞开 VM 虚拟机就会开释这个区域的内存。
一个启动类加载了大量的第三方 jar 包，Tomcat 部署了太多的利用，大量动静生成的反射类，一直的被加载，直到内存满，就会呈现 OOM;
jdk1.6 之前：永恒代，常量池是在办法区之中
jdk1.7：永恒代，然而缓缓的进化，去永恒代，常量池在堆中
jdk1.8 之后：无永恒代，常量池在元空间。
逻辑上存在，物理上不存在
堆内存调优
堆内存满了，该如何解决？
public static void main(String[] args) {long max = Runtime.getRuntime().maxMemory();
long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();
System.out.println("max="+max+"字节 \t"+(max/(double)1024/1024)+"MB");
System.out.println("total="+max+"字节 \t"+(total/(double)1024/1024)+"MB");
} 先尝试把堆内存空间扩充，如果还是用原来的代码跑，持续包堆溢出的错，咱们就该去思考思考本人代码那块有问题，可能是有垃圾代码或者是死循环代码，它在一直的占用内存空间
剖析内存，看一下那个中央呈现了问题（业余工具）
调优代码 -Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
Xms 前面填计算机给 jvm 调配的内存，Xmx 前面填 Jvm 初始的内存值
在一个我的项目中，忽然呈现了 OOM 故障，那该如何排除钻研为什么出错~
可能看到代码第几行出错；
Dubug：一行行剖析代码！
MAT,Jprofiler 作用：
剖析 Dump 内存文件，疾速定位内存透露；
取得堆中的数据
取得大的对象~
。。。。
GC
jvm 在进行垃圾回收时，并不是对这三个区域对立回收，大部分时候，回收然而新生代
新生代
幸存区（from，to）
老年区
GC 两品种：轻 GC(一般的 GC)，重 GC（全局 GC）
GC 罕用算法
标记革除法
最根底的收集算法是“标记 - 革除”（Mark-Sweep）算法，如它的名字一样，算法分为“标记”和“革除”两个阶段：
首先标记出所有须要回收的对象，在标记实现后对立回收掉所有被标记的对象，之所以说它是最根底的收集算法，是因为后续的收集算法都是基于这种思路并对其毛病进行改良而失去的。
它的次要毛病有两个：一个是效率问题，标记和革除过程的效率都不高；另外一个是空间问题，标记革除之后会产生大量不间断的内存碎片，空间碎片太多可能会导致，当程序在当前的运行过程中须要调配较大对象时无奈找到足够的间断内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作。标记 - 革除算法的执行过程（须要较大内存时却不够了就要回收一次）
复制算法
为了解决效率问题，一种称为“复制”（Copying）的收集算法呈现了，它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只应用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块下面，而后再把已应用过的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对其中的一块进行内存回收，内存调配时也就不必思考内存碎片等简单状况，只有挪动堆顶指针，按程序分配内存即可，实现简略，运行高效。只是这种算法的代价是将内存放大为原来的一半，未免太高了一点。
标记 - 整顿算法
复制收集算法在对象存活率较高时就要执行较多的复制操作，效率将会变低。更要害的是，如果不想节约 50% 的空间，就须要有额定的空间进行调配担保，以应答被应用的内存中所有对象都 100% 存活的极其状况，所以在老年代个别不能间接选用这种算法。
分代收集算法（并不是一种新的思维，只是将 java 堆分成新生代和老年代，依据各自特点采纳不同算法）
以后商业虚拟机的垃圾收集都采纳“分代收集”（Generational Collection）算法，这种算法并没有什么新的思维，只是依据对象的存活周期的不同将内存划分为几块。个别是把 Java 堆分为新生代和老年代，这样就能够依据各个年代的特点采纳最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有少量对象死去，只有大量存活，那就选用复制算法，只须要付出大量存活对象的复制老本就能够实现收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额定空间对它进行调配担保，就必须应用“标记 - 清理”或“标记 - 整顿”算法来进行回收。
新生代–复制算法。老年代–标记 - 整顿算法。
字节码引擎
1. 概述
Java 虚拟机字节码执行引擎是 jvm 最外围的组成部分之一，所有的 Java 虚拟机的执行引擎都是统一的：输出的是字节码文件，处理过程是字节码解析的等效过程，输入的是执行后果，上面将次要从概念模型的角度来解说虚拟机的办法调用和字节码执行。
2. 执行引擎的解释和作用
类加载器将字节码载入内存之后，执行引擎以 Java 字节码指令为单元，读取 Java 字节码。问题是，当初的 java 字节码机器是读不懂的，因而还必须想方法将字节码转化成平台相干的机器码（也就是零碎能辨认的 0 和 1）。这个过程能够由解释器来执行，也能够有即时编译器（JIT Compiler）来实现
具体步骤如下图
执行引擎外部包含如下
语法糖
1. 概述
语法糖是一种用来不便程序员代码开发的伎俩，简化程序开发，然而不会提供实质性的性能革新，但能够进步开发效率或者语法的严谨性或者缩小编码出错的机会。
总而言之，语法糖能够看作是编译器实现的一种小把戏。
2. 泛型和类型擦除
泛型的实质是参数化类型，也就是操作的数据类型自身也是一个参数。这种参数类型能够用在类，接口，办法中，别离叫泛型类，泛型接口，泛型办法。
然而 java 的泛型是一个语法糖，并非是实在泛型，只在源码中存在，List 和 List 在编译之后，就是 List 并在相应的中央加上了类型转换代码。这种实现形式叫类型擦除，也叫伪泛型。
然而，擦除法所谓的擦除，仅仅是对办法的 code 属性中的字节码进行擦除，实际上元数据中还是保留了泛型信息，这也是咱们能通过反射伎俩获取参数化类型的基本根据。
泛型：
public class b {public static void main(String[] args) {Map<String,String> map = new HashMap<>();
map.put("hello","a");
System.out.println(map.get("hello"));
}
}实际上：
public class b {public b(){ }
public static void main(String[] args) {Map<String,String> map = new HashMap<>();
map.put("hello","a");
System.out.println(map.get("hello"));
}
}3…主动装箱和遍历循环
主动装箱和遍历循环
public class b {public static void main(String[] args) {List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4);
for (Integer integer:
list) {System.out.println(integer);
}
}
}实际上
public class b {public static void main(String[] args) {List<Integer> list = Arrays.asList(Integer.valueOf(1),Integer.valueOf(2),Integer.valueOf(3),Integer.valueOf(4));
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){Integer next = (Integer) iterator.next();
System.out.println(next);
}
}主动装箱用了 Integer.valueOf
for 循环用了迭代器
4. 条件编译
—般状况下，程序中的每一行代码都要加入编译。但有时候出于对程序代码优化的思考，心愿只对其中一部分内容进行编译，此时就须要在程序中加上条件，让编译器只对满足条件的代码进行编译，将不满足条件的代码舍弃，这就是条件编译。
反编译之前
public static void main(String[] args) {if(true){System.out.println("hello");
}else{System.out.println("beybey");
}
}反编译之后
public static void main(String[] args) {System.out.println("hello");
}首先，咱们发现，在反编译后的代码中没有 System.out.println(“beybey”);，这其实就是条件编译。
当 if(tue)为 true 的时候，编译器就没有对 else 的代码进行编译。
所以，Java 语法的条件编译，是通过判断条件为常量的 if 语句实现的。依据 if 判断条件的虚实，编译器间接把分支为 false 的代码块打消。通过该形式实现的条件编译，必须在办法体内实现，而无奈在正整个 Java 类的构造或者类的属性上进行条件编译。
运行期优化
Java 语言的“编译期”其实是一段“不确定”的操作过程，因为它可能是指一个前端编译器把 .java 文件转变成 .class 文件的过程；也可能是指虚拟机的后端运行期编译器（JIT 编译器，Just In Time Compiler）把字节码转变成机器码的过程；还可能是指应用动态提前编译器（AOT 编译器，Ahead Of Time Compiler）间接把 *.java 文件编译成本地机器代码的过程
1. 解释器与编译器
什么是解释器?
大略意思：
在计算机科学中，解释器是一种计算机程序，它间接执行由编程语言或脚本语言编写的代码，并不会把源代码预编译成机器码。一个解释器，通常会用以下的姿态来执行程序代码：
剖析源代码，并且间接执行。
把源代码翻译成绝对更加高效率的两头码，而后立刻执行它。
执行由解释器外部的编译器预编译后保留的代码
能够把解释器看成一个黑盒子，咱们输出源码，它就会实时返回后果。
不同类型的解释器，黑盒子外面的结构不一样，有些还会集成编译器，缓存编译后果，用来进步执行效率（例如 Chrome V8 也是这么做的）。
解释器通常是工作在「运行时」，并且对于咱们输出的源码，是一行一行的解释而后执行，而后返回后果。
什么是编译器？
源文件通过编译器编译后才可生成二进制文件，编译过程包含预处理、编译、汇编和链接，日常交换中罕用“编译”称说此四个过程
2. 编译对象与触发条件
“ 热点代码 ” 分两类，
第一类是被屡次调用的办法 - 这是由办法调用触发的编译。
第二类是被屡次执行的循环体 – 只管编译动作是由循环体所触发的，但编译器仍然会以整个办法（而不是独自的循环体）作为编译对象。
判断一段代码是不是热点代码，是不是须要触发即时编译，这样的行为称为热点探测（Hot Spot Detection）；热点探测断定形式有两种：
第一种是基于采样的热点探测
第二种是基于计数器的热点探测
HotSpot 虚拟机中应用的是基于计数器的热点探测办法，因而它为每个办法筹备了两类计数器：办法调用计数器（Invocation Counter）和回边计数器（Back EdgeCounter）。确定虚拟机运行参数的前提下，这两个计数器都有一个确定的阈值，当计数器超过阈值溢出了，就会触发 JIT 编译。
3. 编译优化技术
经典优化技术
语言无关的经典优化技术之一：公共子表达式打消。
语言相干的经典优化技术之一：数组范畴查看打消。
最重要的优化技术之一：办法内联。
最前沿的优化技术之一：逃逸剖析。
公共子表达式打消
int d= (c * b)*12+a+ (a + b * c)
// 编译器检测到“c * b”与“b* c”是一样的表达式，而且在计算期间 b 与 c 的值是不变的。int d=E*12+a+(a+E)；数组边界查看打消
if (foo != null) {return foo.value;} else {throw new NullPointerException();
}
# 虚拟机隐式优化;
try {return foo.value;} catch (Segment_Fault e) {uncommon_trap(e);4 Java 与 C /C++ 的编译器比照
第一，因为即时编译器运行占用的是用户程序的运行工夫，具备很大的工夫压力，它能提供的优化伎俩也重大受制于编译老本
第二，Java 语言是动静的类型平安语言，这就意味着须要由虚拟机来确保程序不会违反语言语义或拜访非结构化内存
第三，Java 语言中尽管没有 virtual 关键字，然而应用虚办法的频率却远远大于 C /C++ 语言
Java 内存模型与线程
1. 硬件效率与一致性
除了减少高速缓存之外，为了使得处理器外部的运算单元尽可能被充分利用，处理器可能会对输出代码进行乱序执行优化，处理器会在计算之后将乱序执行的后果重组，保障该后果与程序执行的后果是统一的，但并不保障程序中各个语句计算的先后顺序与代码中的程序统一。
2. Java 内存模型
主内存与工作内存
Java 内存模型的次要指标：定义程序中各个变量的拜访规定，即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节。
为了获取较好的执行效力，Java 内存模型并没有限度执行引擎应用处理器的特定寄存器或缓存来和主内存进行交互，也没有限度即时编译器进行调整代码执行程序这类优化操作。
内存间的交互操作
lock(锁定)：作用于主内存的变量，它把一个变量标记为一条线程独占的状态。
unlock(解锁)：作用于主内存中的变量，它把一个处于锁定状态的变量释放出来，开释后的变量才能够被其余线程锁 定。
read(读取)：作用于主内存的变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的 load 动作应用。
load(载入)：作用于工作内存的变量，它把 read 操作从主内存中失去的变量值放入工作内存的变量正本中。
use(应用)：作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎。
assign(赋值)：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎承受到的值赋给工作内存的变量。
store(存储)：作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便随后的 write 操作应用。
write(写入)：作用于主内存中的变量，它把 store 操作从主内存中失去的变量值放入主内存的变量中。
原子性、可见性与有序性
原子性（Atomicity）：由 Java 内存模型来间接保障的原子性变量操作包含 read、load、assign、use、和 write。
可见性（Visibility）：可见性是指当一个线程批改了共享变量的值，其它线程可能立刻得悉这个批改。J
有序性（Ordering）：如果在本线程内察看，所有的操作都是有序的；
3.Java 与线程
线程的实现
应用内核线程实现
内核线程（Kernel-Level Thread，KLT）就是间接由操作系统内核反对的线程，这种线程由内核来实现线程切换，内核通过操作系统调度器对线程进行调度，并负责将线程的工作映射到各个处理器上。每个内核线程能够视为内核的一个分身，这样操作系统就有能力同时解决多件事件，反对多线程的内核就叫多线程内核。
应用用户线程实现
从狭义上来讲，一个线程只有不是内核线程，就能够认为是用户线程，因而，从这个定义上来讲，轻量级过程也属于用户线程，但轻量级过程的实现始终是建设在内核之上的，许多操作都进行零碎调用，效率会受到限制。
而广义上的用户线程指的是齐全建设在用户空间的线程库上，零碎内核不能感知线程存在的实现。
应用用户线程的劣势在于不须要零碎内核的声援。劣势也在于没有零碎内核的声援，所有的线程操作都须要用户程序本人解决。
应用用户线程加轻量级过程混合实现
在这种混合模式下，即存在用户线程，也存在轻量级过程。用户线程还是齐全建设在用户空间中，因而用户线程的创立、切换、析构等操作仍然便宜，并且能够反对大规模的用户线程并发
4.Java 线程的状态转化
新建（New）: 创立后尚未启动的线程处于这种状态。
运行（Runable）:Runable 包含了操作系统线程状态中的 Running 和 Ready，也就是说处于此种状态的线程可能正在执行，也可能正在期待 CPU 为它调配执行工夫。
无限期期待（Waiting）：处于这种状态下的线程不会被调配 CPU 执行工夫，他们要期待被其余线程显示唤醒。
限期期待（Timed Waiting）：处于这种状态下的线程也不会被调配 CPU 执行工夫，不过毋庸期待被其余线程显示唤醒，在肯定工夫之后它们由零碎主动唤醒。
阻塞（Blocked）：线程被阻塞了，“阻塞状态”与“期待状态”的区别是：“阻塞状态”在期待着获取一个排他锁，这个事件将在另外一个线程放弃这个锁的时候产生。
完结(Terminate)：曾经终止的线程的线程状态，线程曾经完结执行。
线程平安与锁优化
1. 线程平安
当多个线程拜访一个对象时，如果不必思考这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，也不须要进行额定的同步，或者在调用方进行任何其余的协调操作，调用这个对象的行为都能够取得正确的后果，那这个对象是线程平安的
2.Java 语言中的线程平安
2.1 不可变
在 Java 语言中, 不可变线程肯定是平安的，无论是对象的办法实现还是办法的调用者，都不须要采取任何的线程平安保障措施
其中最简略的就是把对象中带有状态的变量都申明为 final，这样在构造函数完结之后，它就是不可变的
2.2 相对线程平安
private static Vector<Integer> vector = new Vector<Integer>();
1
public static void main(String[] args) {while (true) {for (int i = 0; i < 10; i++) {vector.add(i);
}
Thread removeThread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {vector.remove(i);
}
}
});
Thread printThread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {System.out.println(vector.get(i));
}
}
});
removeThread.start();
printThread.start();
// 不要同时产生过多的线程，否则会导致操作系统假死
while (Thread.activeCount() > 20);
}
}3. 绝对线程平安
绝对的线程平安就是咱们通常意义上所讲的线程平安，它须要保障对这个对象独自的操作是线程平安，咱们在调用的时候不须要做额定的保障措施，然而对于一些特定程序的间断调用，就可能须要在调用端应用额定的同步伎俩来保障调用的正确性。
4. 线程兼容
线程兼容是指对象自身并不是线程平安的，然而能够通过在调用端正确地应用同步伎俩来保障对象在并发环境中能够平安地应用，咱们平时说一个类不是线程平安的，绝大多数时候指的是这一种状况。
5. 线程对抗
线程对抗是指无论调用端是否采取了同步措施，都无奈在多线程环境中并发应用的代码。因为 Java 语言天生就具备多线程个性，线程对抗这种排挤多线程的代码是很少呈现的，而且通常都是无害的，该当尽量避免。
线程平安的实现办法
1. 互斥同步
同步是指在多个线程并发访问共享数据时，保障共享数据在同一个时刻只被一个（或者是一些，应用信号量的时候）线程应用，而互斥是实现同步的一种伎俩，互斥是办法，同步是目标
2. 非阻塞同步
测试并设置，获取并减少，替换，比拟并替换，加载连贯 / 条件存储
3. 无同步计划
要保障线程平安，不肯定非要保障线程同步，还能够有其余的计划
1. 可重入代码
2. 线程本地存储
锁优化
自旋锁和自适应自旋锁
如果锁在很短的工夫内开释了, 那么自旋的成果就很好
偏差锁
偏差锁的意思是这个锁会偏差第一个获取到他的锁, 如果在接下来执行的过程中, 该锁始终没有被其余的锁获取的话, 则持有偏差锁的线程永远不须要再进行同步. 一旦有新的线程试图获取该锁, 偏差模式会被撤销. 撤销后进入无锁状态. 这里会扭转对象头的对于偏性模式的标记位和对于锁的标记位
轻量级锁
当应用轻量级锁 (锁标识位为 00) 时，线程在执行同步块之前，JVM 会先在以后线程的栈桢中创立用于存储锁记录的空间，并将对象头中的 Mark Word 复制到锁记录中
锁粗化
这个准则大部分工夫是对的然而如果一个系列的间断操作都是对同一个对象重复的加锁和解锁, 甚至加锁操作呈现在循环体之中, 即便没有线程竞争, 频繁的进行互斥同步的操作也会导致不必要的性能损耗.
锁打消
public String concatString(String s1, String s2){StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(s1);
sb.append(s2);
return sb.toString();} 咱们发现 sb 的援用被限度在了 concatStirng 办法外面他永远不可能被其余线程拜访到, 因而尽管这里有锁然而能够被平安的打消掉. 在解释执行时这里依然会桎梏, 然而通过服务端编译器即时编译后, 这段代码会主动疏忽所有的同步措施间接执行.
最初
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