JAVA虚拟机性能参数调优指导书

JAVA虚拟机性能参数调优指导书
JAVA虚拟机性能参数调优指导书

Java虚拟机性能参数调优指导书

(仅供内部使用)

目录

1概述 (5)

2JAVA虚拟机运行机制概览 (5)

2.1运行时分析 (5)

2.2垃圾收集和线程同步 (7)

3JAVA虚拟机参数分类说明 (8)

3.1Java虚拟机标准参数 (8)

3.2Java虚拟机扩展参数 (10)

4JAVA应用性能测试调优经验总结 (13)

4.1GC调优参数的使用 (13)

4.2JIT调优参数的使用 (14)

4.3Java线程调优参数的使用 (14)

5结束语 (15)

6参考文献 (15)

表目录

表1 JVM 标准参数集 (10)

表2 JVM 扩展参数集 (10)

表3 JVM GC/Hotspot相关参数集 (12)

表4 JVM 性能统计参数集 (13)

错误!未找到引用源。

关键词:Java、垃圾收集、虚拟机、即时编译

摘要:随着JAVA在应用系统级的项目开发中的使用越来越广泛,虚拟机、垃圾收集、热点编译、J2EE等新技术层出不穷,JAVA作为系统级开发的一个选择的优势也越来越明显,在此同时

其不能完全编译、垃圾收集等与生俱有的特征也使得JAVA备受争议的“慢”得到更多的关

注。本文通过对JAVA虚拟机的运行机理的分析,以及JAVA虚拟机参数使用说明等描述,试

图使读者能够更好的运行他的基于JAVA的应用系统,以最小的代价换取最大的收益。

缩略语清单:

缩略语英文全名中文解释

JAVA SUN公司发明的一种语言

JVM Java Virtual Machine JAVA虚拟机

GC Garbage Collection 垃圾收集

HotSpot Java虚拟机内部的一种热点编译技术

JIT Just-In-Time 即时编译技术

1 概述

Java在大行其道的同时也在为自己与生俱来的缺陷不断的努力着,我们有理由相信Java的开发设计者们真是一群天才。构成Java技术的基石就是JVM的虚拟机技术,这时的Java已经不再是一门简单的语言,而是语言、开发包JDK与虚拟机的完美结合,而这里面的虚拟机则是融合了编译技术、CPU技术的Java存在的基础所在。既然那么多的优秀的人为提升虚拟机性能做了那么多的工作,我们有什么理由不去充分利用这些宝贵的资源呢?本文就是试图从原理分析到参数应用上来帮助读者更大的发挥Java虚拟机的性能极限,使这样一个优秀的产品更好地为我们服务。

2 JAVA虚拟机运行机制概览

2.1 运行时分析

首先让我们来看看所谓的Java虚拟机在运行起来后是什么样子的,从外面来看一个Java虚拟机的运行实例就是一个运行着的Java进程,Java进程在启动过程中做了如下工作,一、根据环境变量的设置或者Java进程的命令行参数将Java Class字节码加载到内存中,这样的Java字节码是Java虚拟机所能够识别的虚拟机指令的集合,Java虚拟机在解释执行字节指令的同时,根据某些代码的使用频率,将其中一部分字节码翻译成机器能够识别的二进制指令保存在内存中,在以后对这部分代码的调用,则由Java虚拟机的代码控制CPU直接执行内存中的这部分二进制指令,这个就是Java 虚拟机的热点编译技术。而在早期的Java虚拟机实现中是采用全部字节程序解释执行的方式,后来发展了Java静态编译技术,这种技术是在Java程序编译成字节码后,由一个本地编译器将这些字节码编译成二进制可执行文件,这种编译技术不利于程序的移植。再后来发展的Java的动态编译技术,这时的编译过程是在Java装载字节码文件时进行的,而此时的问题是Java在启动时需要花费很长的时间来编译这些字节码。直到最后流行的Hotspot技术的出现,此时编译仅仅运行于少部分代码。按照80/20的原则,程序的百分之80的时间仅仅运行其百分之20的代码,这样一个能够平衡启动时间、移植性的中间方法解决了人们的大部分问题。

之后,让我们看看Java虚拟机的内部体系结构,从下面的体系机构图来看,Java的Class字节码文件经由类加载子系统加载到内存中时,虚拟机根据文件内容将类的方法和数据加载到称为方法区的地方,堆是用来为运行时类实例提供存放场所的地方,这样的堆也称之为对象堆空间。而Java 栈和PC计数器则是为了Java线程而设计的,每一个Java线程一旦创建,它都将得到一个属于他自己的PC计数器(程序计数器指针,类似于CPU中的IP指令指针计数器)以及一个线程栈,在新版本Java Hotspot VM中是没有本地方法栈和线程栈之分的,只有一个线程栈的模块。这样每个线程的运行都是在属于自己栈空间内的,而所有的线程则共享着一个堆空间。当然在线程实现上不同的Java虚拟机的内部实现可能各有不同,有的自是直接将Java线程和操作系统内核线程绑定起来的,

在虚拟机进程内部创建一个Java线程虚拟机就会请求操作系统为该一个进程创建一个内核线程,将线程之间的调度交给了操作系统内核来完成。而在早期的Java虚拟机一些实现中,Java线程对于操作系统来说是不可见,而是由应用层来完成线程调度,对于操作系统来说仅仅是一个单线程的进程。

图1Java虚拟机的内部体系结构

Java虚拟机在运行时,由主线程开始解释执行类文件中的指令,主线程在自己的线程栈中存放临时变量、参数变量等,一旦碰到生成新对象的new操作时,就会在堆空间内申请一块内存存放该类对象,而一旦程序从一个方法中退出后(退回到一个方法栈的栈底),虚拟机程序并不会立即释放Heap空间内的这块内存,这就是与C/C++程序所不同的地方,因为C/C++程序被加载程序的操作系统调用装载到内存中之后,程序的内存是由操作系统为之分配的4G的虚拟内存空间,而堆空间的使用也是由程序的内存分配子系统(malloc)来完成的,而这个子系统仅仅是向程序员提供了申请/释放内存的调用接口,查看C/C++编译器生成的汇编代码你会发现,如果你在一个函数中申请了一块内存,而没有在函数退出的地方没有释放的话,这块内存则会永远放在堆中,而对于你在函数中生明的类变量对象来说(非new来申请的指针对象),这个类对象的内存是在程序栈空间中分配的,一旦这个函数释放则对象空间自动释放,这样的内存泄漏正是Java竭力避免的,Java从发明之初就是考虑着如何将大部分应用程序员从繁重的内存管理工作中解脱出来,而由Java虚拟机使用称之为GC垃圾收集的模块来完成内存空间的管理。Java虚拟机在启动时会根据-Xms的参数值向操作系统一次性申请一块内存空间作为自己的堆,而随着后续程序的运行中内存需求的增加,则再向操作系统申请更多的内存加到自己的堆空间中。这个堆空间的最大值就是由-Xms指定的。一旦Java虚拟机

发现应用程序申请的内存超过了堆内存的最大空间的话,Java就会抛出一个超出堆空间的异常。而当虚拟机在启动时如果申请不到足够的内存的话,则同样会抛出一个异常,启动失败。所有这些工作都是由Java虚拟机的内存管理模块来完成的,而Java的内存管理功能中最俱特色和重要的垃圾收集功能GC则是按照下面机制运行的。

2.2 垃圾收集和线程同步

Java的垃圾收集器就像一个兢兢业业的仓库保管员,他管理着虚拟机堆空间的清扫工作,接着上面描述的,一旦一个函数退出了它的栈,在该函数内声明的一个Java对象则会留在Java堆空间内,那么垃圾收集器会不会立即将这个对象的空间释放呢?答案是否定的,垃圾收集器只有在当堆空间占用到了一定程度时,或者程序比较空闲时才释放那些不再使用(遗漏)的对象空间。如果此时程序堆空间的使用不是很大,而程序又比较忙的话,则垃圾收集器就不会运行。当然程序员也可以通过在程序中调用JDK接口来申请虚拟机主动执行垃圾收集器。而垃圾收集器的工作和C/C++语言中明确的释放(delete)对象比起来有一个潜在的缺点,那就是,在垃圾收集的Java应用中程序员对于安排CPU时间进行内存回收缺乏控制,想要精确地预测出何时(甚至是否)进行垃圾收集、收集需要多长时间,基本上是不可能的。在早期的垃圾收集策略中,对象引用计数收集算法是最先被采用的,堆中的每个对象都有一个引用计数,当这个对象被赋值给一个变量,则该引用计数器加1,当一个对象超过了生命期或者被重新赋值的话,对象的引用减一,任何引用计数为0的对象都可以被当作垃圾收集。这样的算法一个固有的缺陷就是无法处理循环应用的情况,而且计数的增减也会带来开销。现代的Java虚拟机的实现中采用了压缩收集算法、拷贝收集算法、按代收集算法等,按代收集的算法是为了解决GC在回收对象空间的优先顺序的问题,在按代收集的算法中,GC总是优先回收那些短暂年幼的对象,而非一些寿命较长的对象。JVM堆被划分成多个小的区域——子堆,每个子堆分别为不同“代”的对象服务,如果一个年幼的对象经历过好几次垃圾收集后都没有别收集掉,则它就变成一个年老的对象,会被转移到另一个存放寿命更长的对象的堆中。一切的改进就是本着让垃圾收集更快、更高效的目标进行的。在Java的语法里面,一个对象可以拥有终结方法,该方法是在垃圾收集器释放对象前必须执行的,程序员可以通过使用该方法来实现一些应用级清扫工作。

可以在编程语言级支持多线程是Java语言的一大优势,这种支持主要集中在同步上。对于编译型语言C/C++来说,在语言级是没有多线程的概念的,程序员只能通过调用操作系统API来实现多线程应用。而在Java中线程的支持是通过一些预先定义好的关键字来实现,而且JDK开发包也为用户提供了线程创建、使用的很好的封装,程序员仅仅想使用普通的类一样继承一个特定的接口Runable或者继承一个已有的简单线程类Thread即可创建并使用Java的线程功能了。应用级线程一旦创建后,就交给了JVM管理,JVM内部维护这所有应用级以及JVM内部线程列表,用户可以通过指定JVM启动的参数来设置JVM的线程管理方式,是由JVM自己管理内部线程、完成线程通过工作,还是将应用线程直接绑到操作系统内核线程,并且由操作系统内核来完成线程同步等管理工作。下

面会对这些参数一一进行介绍。

Java内部的线程同步管理或线程调度是通过一种监视器的技术来实现的,基本上的原理如下,我们将监视器比喻成一座建筑,而其中一些特别的房间里面的数据在同一时间只能有一个“人”——线程能够访问,当一个线程进入这个房间到它离开之前,它可以独占的操作其中的数据,我们将线程进入这个建筑叫做“进入监视器”,线程进入这个特殊的房间叫做“获得监视器”,离开房间时叫“释放监视器”,离开建筑时叫做“退出监视器”。监视器除了监控一些数据之外,还可以监控一些代码,这样的代码叫做监视区域,在同一监视器中,一块监视区域的代码在同一时间只能够被一个线程所访问。同步数据(类)或同步代码在Java程序中用Synchronized参数标明就可以了,从Java字节码编译器生成的虚拟机指令序列来看,编译器将操作指令monitorenter、monitorexit添加到具有Synchronized关键字的方法开始和结尾,而所有对具有Synchronized关键字的类数据的操作前后也都添加了monitorenter、monitorexit操作指令,这样在虚拟机指令序列(类文件代码)时JVM会调用monitorenter、monitorexit指令完成线程间的同步控制。

图2Java虚拟机线程同步监视器

3 JAVA虚拟机参数分类说明

3.1 Java虚拟机标准参数

所谓的Java虚拟机标准参数指的就是所有的虚拟机实现都应该支持的参数,这部分参数基本上都是对虚拟机基本能力的调整,包括对运行模式、垃圾收集信息显示、显示版本信息、断言开关等,

下面是以Solaris下1.4.2版本为例:

参数使用说明备注

-d32 -d64 指明该Java VM是运行与32位环境还是64位环境,默认是

运行在32位环境下的,如果是配置了64位模式则需要操

作系统也必须是64位的,当然CPU更需要是64位的。另外

如果我们选择了-server参数,则就暗含了64位模式。

因为64的CPU兼容

32位操作系统,而

64位操作系统又

是兼容32位执行

程序

-client -server 设置该JVM运行与Client 或者Server Hotspot模式,这

两种模式从本质上来说是在JVM中运行不同的JIT(运行

时编译模块)代码,并且两者在JVM内部的接口是一致的。

客户端模式优化的是系统启动时间更快,而服务端模式

的优化则更关注与系统的整体性能。一般来说Client选

项用于GUI的应用,Server选项多用于后台服务器应用。

另外两者在编译

策略、垃圾收集策

略、堆使用上也有

所不同

-hotspot 在Hotspot类型的JVM中缺省使用,缺省为Client Hotspot模式。

-cp

-classpath 指明JVM启动时要加载的类文件路径,Java虚拟机进程在

启动时就会按照该参数后面指明的路径查找*.zip、

*.jar、*.class文件,然后将这些包中的类文件加载到

内存中。

JVM加载类文件的

顺序是

-D= 设置系统属性的值,该参数是的设计是为了满足Java应

用程序员与JVM进行参数传递的手段之一,另一种是通过

应用级参数(argument)来实现。

Java程序员可以

在程序内调用

system.getPrope

rty来获取用户通

过-D参数传进来

的系统属性信息。

而命令行参数就

是是JVM传递给

main函数的调用

参数

-verbose:class

-verbose:gc -verbose:jni 打印详细信息,目前支持打印类加载信息:class、垃圾

收集信息:gc、以及本地方法调用信息:jni,如果选择了

此选项,则JVM会在命令行打印出上述信息;

对于测试中的系

统可以通过打

开:gc开关,查看

JVM每次垃圾收集

的详细信息来判

断系统内存消耗

情况,如果系统垃

圾收集的很频繁,

而且每次都回收

了大量的内存,则

说明系统内存消

耗很大,对象的创

建和湮灭很频繁,

而如果堆内存一

直保持着增长的

话,说明可能存在

内存“泄漏”。

-version

-showversion -version选项是显示版本信息后JVM退出

-showversion选项是显示版本信息后JVM继续运行

-esa

-enableassertions 打开系统中每个类的断言开关

该选项用于程序

开发、调试过程

-da

-disableassertions 关闭系统中每个类的断言开关

该选项用于程序

开发、调试过程表1JVM 标准参数集

3.2 Java虚拟机扩展参数

所谓的Java虚拟机非标准参数指的就是一些特有的虚拟机实现所支持,下面以Solaris下1.4.2版本为例介绍一些扩展的虚拟机运行参数,其中对Hotspot VM相关的参数是我们进行性能调整的重点。

参数使用说明备注

-Xmixed JVM执行模式的设置参数,混合模式即支持

Hotspot即时编译的运行模式支持Hotspot的JVM缺省都是运行于混合模式的。

-Xint 设置JVM的执行模式为解释执行模式,纯解释执

行的JVM对多数应用来说基本上时没有意义的,

仅仅可能会在一些嵌入式系统中应用

-Xbootclasspath 设置初始类装载器的装载路径

-Xnoclassgc 设置不执行类垃圾收集

-Xincgc 设置是否启动火车垃圾收集算法

-Xloggc: 设置是否将GC信息写入日志文件

-Xbatch 设置不执行后台编译

-Xms 设置JVM启动时初始内存堆的大小

-Xmx 设置JVM启动后动态申请堆内存的最大堆空间-Xss 设置JVM最大线程栈的空间大小

-Xprof 是否打印输出性能统计数据

-Xrunhprof 设置是否启动heap、cpu等性能统计监控功能(详

细见下表)

-Xdebug 设置是否启动远程调试功能

-Xfuture

-Xrs 设置是否屏蔽操作系统信号

-Xcheck:jni 设置对于本地调用是否执行额外检查

表2JVM 扩展参数集

Java Hotspot、GC相关参数介绍,下面以Solaris下1.4.2版本为例,对于以–X 打头的非标准参数,是不能保证在每个JVM的实现中都支持的,而且关于这些参数行为的改变都不会得到通知,而对于以–XX 打头的非标准参数来说,它们中大多数都是和具体的操作系统支持有关的,而且有些甚至需要特殊的系统访问权限,而且这些参数也是遵循上述的改变不通知原则的。在使用中需要特别注意。

参数使用说明备注

-Xincgc 在垃圾收集中使用火车算法

-Xnoincgc 在垃圾收集中不使用火车算法

-XX:MaxHeapFreeRatio = JVM中堆空间的最大空闲百分比,缺省为

70%,GC停止回收空间的上限值

即:一旦当前堆内存

空闲空间百分比超过

总空间70%时,GC暂

停垃圾收集

-X:MinHeapFreeRation = JVM中堆空间的最小空闲百分比,缺省为

40%,GC开始回收空间的下限值

即:一旦当前内存堆

中内存空闲小于40%

时,GC则恢复垃圾收

-Xint 不启用即时编译(JIT)功能,仅仅解释执行缺省为不选的

-XX:+UseBoundThreads 绑定用户级线程(Solaris only),这个选项强

制所有的Java线程在创建时都作为操作系统

绑定的线程

这个参数用来是否将

JVM用户线程绑定到

Solaris内核线程

-XX:+UseParallelGC 是否启用并行垃圾收集功能-XX:+UseAltSigs

-XX:+PrintCompilation 是否跟踪打印JIT编译信息-XX:+UseV8InstrsOnly

-XX:MaxInlineSize=size 限制动态编译的内联函数的虚拟机指令的最大数量

-XX:FreqInlineSize=size 限制经常使用的动态编译的函数的虚拟机指令的最大数量,

-XX:-AllowUserSignal

Handlers

允许用户在应用层设置信号处理回调函数-XX:AltStackSize=16384 预备信号栈的大小

-XX:+MaxFDLimit 设置JVM进程打开最大文件句柄数(Solaris only)

-XX:-UseLWPSynchroniza tion 使用操作系统提供的轻量级线程LWP同步来

代替基于Java虚拟机的线程的同步

该参数的使用使得

JVM 将线程同步的

控制交由Solaris内核

处理,从而代替了

JVM内部的线程同步

机制

-XX:+UseThreadPriorities 设置是否使用本地线程优先级

-XX:-CITime 设置Hotspot的一次即时编译所需要的最大时间

-XX:-PrintTenuring

Distribution

打印使用年限

-XX:+DisableExplicitGC 屏蔽程序主动垃圾收集的函数system.gc()

-XX:TargetSurvivorRatio =50 设置执行垃圾收集GC后期望的空闲空间百分比

-XX:CompileThreshold =10000 设置方法是否进行即时编译的调用次数的下

限值,-server选项的缺省值为10000,-client

选项的缺省值为1500

即:当该方法的被调

用测试多于该值时,

则该方法就会被JIT即

时编译器编译成机器

代码在内存中执行

-XX:MaxNewSize=32m 设置新一代的最大值按代垃圾收集中使用

-XX:NewRatio=2 新生代与老一代空间的比率,SUN Parc –server中是2:1,Intel中是12:1

-XX:NewSize=2228224 新一代的缺省申请空间的值对于大行应用服务器系统这个值2K一般情况下需要调整大一些

-XX:-UseSpinning

-XX:PreBlockSpin=10

-XX:ReservedCodeCache

Size=32m

设置内存中保留代码缓冲区的大小-XX:SurvivorRatio=64

-XX:ThreadStackSize =512 每个线程栈大小(K),等于0时表示使用缺省值【Sparc: 512K,Solaris Intel: 256K,Sparc 64bit: 1024 其他的都为0】

-XX:+UseTLAB 是否使用线程本地对象分配策略,SUN Sparc –server时为true,其他为false

-XX:-UseISM 如果使用ISM选项可以获得如下的几个好处:

1、使用大内存页来代替操作系统缺省的8K的

页模式;

2、将一些内存页锁定在内存中,而不必换出

到硬盘

如果系统使用ISM则

系统文件/etc/system

需要添加如下配置:

set shmsys:

shminfo_shmmax

=0xffffffff

set shmsys:

shminfo_shmseg=32 表3JVM GC/Hotspot相关参数集

注:即时编译是Hotspot中的概念,按代收集,火车算法等是属于GC中的概念。

性能统计信息配置参数集,下面以Solaris下1.4.2版本为例。

参数使用说明备注heap= 打印JVM运行时堆统计信息到文件

cpu= 打印JVM运行时CPU使用统计信息到文件打印每个执行的方法的CPU占用百分比

monitor= 统计JVM Socket连接情况

format= 设置打印输出的格式为ascii或者二进制格式缺省为文本方式

file= 指定打印输出的文件名字缺省输出到

java.hprof.txt文件中

net= 统计通过Socket发送消息的情况

depth= 指定跟踪的栈深度,缺省为4

cutoff=

lineno= 指定跟踪的行数

thread= 指定是否跟踪线程

doe= 设置是否在JVM退出时导出所有的统计信息缺省为真

表4JVM 性能统计参数集

注:对于一个代码规模量很大的服务器应用程序来说,如果通过这样的方式查看JVM运行统计信息的话,这样最后得到的统计数据将是一个非常庞大的文件,根据这样的统计文件来分析性能的话将是非常累人的工作,幸好现在有一些商用的Java Profile软件,如:Jprobe,OptimizeIT等,关于这些工具的讨论不在本文范畴之内,有兴趣的话可以参见本人写的一片关于Jprobe原理和使用的文章。

4 JAVA应用性能测试调优经验总结

4.1 GC调优参数的使用

JVM中按代收集算法的基本原则是这样的,JVM堆空间被分成许多子堆,每个子堆用于存放不同代的对象,而当所有已经存在的堆中的各代对象都不能继续回收时,则新的子堆会被分配,用于存放新一代的对象,下面的这两个参数就是为按代收集设计的:

-XX:NewRatio=2 //新生代于老一代的空间比率

-XX:NewSize=2228224 //缺省时2K,对于应用服务器系统建议调整的大一些4K或8K -XX:MaxNewSize //新生代的最大空间

-XX:MaxPermSize=64m //老一代的最大空间,缺省为64M,建议增加

-XX:SurvivorRatio //GC时代子堆中的年老对象的比率

-Xxincgc //是否在垃圾收集时启用火车算法

-XX:+UseConcMarkSweepGC //是否启用并发收集算法

-Xverifyheap //仅仅用于Debug版本,用于对GC数据分析

-XX:TargetSurvivorRatio=50 //GC收集后期望得到的被老一代占用的空间,建议不调整

因为垃圾收集只是在各代的子堆满了的时候发生,总的堆的空间状况也会对垃圾收集产生重要的影响,JVM向操作系统申请更多的堆内存空间的前提是,堆中所有的年老的代的子堆都已经满了。

-Xms //设置最小初始堆空间的大小

-Xmx //设置最大堆空间的大小

-XX:MinFreeHeapRatio=40 //GC后JVM堆空间向操作系统缩小的比率。

-XX:MaxHeapFreeRatio=70 //GC后JVM堆空间向操作系统扩张的比率。

-XX:+AggressiveHeap //用于JVM运行于大内存模式下,JVM的堆空间至少在1G以

//上,与-Xms、-Xmx不同时使用,慎用!会导致JVM极度消

//耗内存

在U-NICA这样的后台大型应用服务器系统来说,我们就采用了通过调整初始堆内存空间、堆增长量、增加新生代空间配置、使用并发收集算法、火车算法等方法来使的系统的垃圾收集能力得以优化。而且在具体实际测试过程中也发现这些调整通常是有效而且成本低廉的。

4.2 JIT调优参数的使用

从解释执行到即时编译,再到热点编译JVM走在一条不断优化的道路上,今天我们通过一些简单的参数设置就可以获得以前梦想的性能,对于Java用户来说,这的确是一条捷径:-server //很多Hotspot的能力都是通过这个选项打开的,对于大型服

//务器尤为重要,这里可以启动热点编译功能-Xmaxjitcodesize32m //设置即时编译代码的最大尺寸

-Xint //纯解释执行,一般情况下不用它

-Xtime //不太清楚如何使用,总之是指定JIT的时间

-XX:+DisableExplicitGC //是否屏蔽应用层的垃圾收集请求

-XX:-UseISM //使用大内存页模式则会减少GC的时间

-XX:-UseMPSS //在使用ISM选项的同时不使用该选项,否则ISM无效

4.3 Java线程调优参数的使用

-XX:-UseBoundThreads //如果你的系统是Solaris8以上,尽情使用这个参数吧,操作

//系统内核的线程调度总是要必应用层的调度快一些-XX:-UseLWPSynchronization //这个参数也是同样的,让操作系统来做线程同步这些工作-XX:+UseThreadPriorities //是否采用操作系统内部定义的线程优先级

-XX:CompileThreshold=10000 //如果你想让你的系统更早变快一些,而且你的内存足够多

//的话,可以将这个参数值调小

-XX:PreBlockSpin=10 //仅仅用于Linux版本

-XX:ThreadStackSize=512 //设置线程栈的大小,如果你的应用中有比较大的循环或递

//归时使用。

-XX:+UseTLAB //是否在线程的栈空间内分配对象,如果你的内存较大的话,

//并且配置了比较大的线程栈空间,则使用这个参数会使得

//临时&本地对象的申请和释放比较快。

5 结束语

Java的优势在于稳定性和良好的可移植性,它将很多需要程序员完成的精细的工作交由JVM完成,曾经有这样一个比喻说,如果这世界上80%的程序员都是能够胜任自己管理内存的工作的话,那么就让Java消失吧。话不一定对,但在一定程度上放映了一种现状,我们大多数的程序员还是主要关注于他的应用逻辑的开发。我这里描述的一些东西有的是理解自参考资料,有些则是自己的主观臆断,而有些东西我至今还不太理解,所以不正确之处在所难免。希望能够抛砖引玉,各位有心情、有兴趣的同事多多讨论。

6 参考文献

《Inside Java Virtual Machine》

《JDK1.4.2 Document》

《JDK FAQ》

JVM原理以及JVM内存管理机制

一、 JVM简介 JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM工作原理和特点主要是指操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成, 首先来说一下JVM工作原理中的jdk这个东西, .JVM 在整个jdk中处于最底层,负责于操作系统的交互,用来屏蔽操作系统环境,提供一个完整的Java运行环境,因此也就虚拟计算机. 操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成。 通过下面4步来完成JVM环境. 1.创建JVM装载环境和配置 2.装载JVM.dll 3.初始化JVM.dll并挂界到JNIENV(JNI调用接口)实例 4.调用JNIEnv实例装载并处理class类。 对于JVM自身的物理结构,我们可以从下图了解:

JVM的一个重要的特征就是它的自动内存管理机制,在执行一段Java代码的时候,会把它所管理的内存划分 成几个不同的数据区域,其中包括: 1. 程序计数器,众所周知,JVM的多线程是通过线程轮流切换并 分配CPU执行时间的方式来实现的,那么每一个线程在切换 后都必须记住它所执行的字节码的行号,以便线程在得到CPU 时间时进行恢复,这个计数器用于记录正在执行的字节码指令的地址,这里要强调的是“字节码”,如果执行的是Native方法,那么这个计数器应该为null; 2.

3. Java计算栈,可以说整个Java程序的执行就是一个出栈入栈 的过程,JVM会为每一个线程创建一个计算栈,用于记录线程中方法的调用和变量的创建,由于在计算栈里分配的内存出栈后立即被抛弃,因此在计算栈里不存在垃圾回收,如果线程请求的栈深度大于JVM允许的深度,会抛出StackOverflowError 异常,在内存耗尽时会抛出OutOfMemoryError异常; 4. Native方法栈,JVM在调用操作系统本地方法的时候会使用到 这个栈; 5. Java堆,由于每个线程分配到的计算栈容量有限,对于可能会 占据大量内存的对象,则会被分配到Java堆中,在栈中包含了指向该对象内存的地址;对于一个Java程序来说,只有一个Java堆,也就是说,所有线程共享一个堆中的对象;由于Java堆不受线程的控制,如果在一个方法结束之后立即回收这个方法使用到的对象,并不能保证其他线程是否正在使用该对象;因此堆中对象的回收由JVM的垃圾收集器统一管理,和某一个线程无关;在HotSpot虚拟机中Java堆被划分为三代:o新生代,正常情况下新创建的对象会被分配到新生代,但如果对象占据的内存足够大以致超过了新生代的容量限 制,也可能被分配到老年代;新生代对象的一个特点是最 新、且生命周期不长,被回收的可能性高;

Java虚拟机(JVM)参数配置说明

Java虚拟机(JVM)参数配置说明 在Java、J2EE大型应用中,JVM非标准参数的配置直接关系到整个系统的性能。 JVM非标准参数指的是JVM底层的一些配置参数,这些参数在一般开发中默认即可,不需要任何配置。但是在生产环境中,为了提高性能,往往需要调整这些参数,以求系统达到最佳新能。另外这些参数的配置也是影响系统稳定性的一个重要因素,相信大多数Java开发人员都见过“O utOfMem ory”类型的错误。呵呵,这其中很可能就是JVM参数配置不当或者就没有配置没意识到配置引起的。 为了说明这些参数,还需要说说JDK中的命令行工具一些知识做铺垫。 首先看如何获取这些命令配置信息说明: 假设你是windows平台,你安装了J2SDK,那么现在你从cmd控制台窗口进入J2SDK安装目录下的bin目录,然后运行java命令,出现如下结果,这些就是包括java.exe工具的和J VM的所有命令都在里面。 ----------------------------------------------------------------------- D:\j2sdk15\bin>java Usage: java [-options] class [args...] (to execute a class) or java [-options] -jar jarfile [args...] (to execute a jar file) where options include: -client to select the "client" VM -server to select the "server" VM -hotspot is a synonym for the "client" VM [deprecated] The default VM is client.

Java虚拟机工作原理(JVM)

As the Java V irtual Machine is a stack-based machine, almost all of its instructions involve the operand stack in some way. Most instructions push values, pop values, or both as they perform their functions. Java虚拟机是基于栈的(stack-based machine)。几乎所有的java虚拟机的指令,都与操作数栈(operand stack)有关.绝大多数指令都会在执行自己功能的时候进行入栈、出栈操作。 1Java体系结构介绍 Javaís architecture arises out of four distinct but interrelated technologies, each of which is defined by a separate specification from Sun Microsystems: 1.1 Java体系结构包括哪几部分? Java体系结构包括4个独立但相关的技术 the Java programming language →程序设计语言 the Java class file format →字节码文件格式 the Java Application Programming Interface→应用编程接口 the Java V irtual Machine →虚拟机 1.2 什么是JVM java虚拟机和java API组成了java运行时。 1.3 JVM的主要任务。 Java虚拟机的主要任务是装载class文件并执行其中的字节码。 Java虚拟机包含了一个类装载器。 类装载器的体系结构 二种类装载器 启动类装载器 用户定义的类装载器 启动类装载器是JVM实现的一部分 当被装载的类引用另外一个类时,JVM就是使用装载第一个类的类装载器装载被引用的类。 1.4 为什么java容易被反编译? ●因为java程序是动态连接的。从一个类到另一个类的引用是符号化的。在静态连接的 可执行程序中。类之间的引用只是直接的指针或者偏移量。相反在java的class文件中,指向另一个类的引用通过字符串清楚的标明了所指向的这个类的名字。

java虚拟机详解 免费

深入理解JVM 1 Java技术与Java虚拟机 说起Java,人们首先想到的是Java编程语言,然而事实上,Java是一种技术,它由四方面组成: Java编程语言、Java类文件格式、Java虚拟机和Java应用程序接口(Java API)。它们的关系如下图所示: 图1 Java四个方面的关系 运行期环境代表着Java平台,开发人员编写Java代码(.java文件),然后将之编译成字节码(.class文件)。最后字节码被装入内存,一旦字节码进入虚拟机,它就会被解释器解释执行,或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。从上图也可以看出Java平台由Java虚拟机和Java应用程序接口搭建,Java 语言则是进入这个平台的通道,用Java语言编写并编译的程序可以运行在这个平台上。这个平台的结构如下图所示:

在Java平台的结构中, 可以看出,Java虚拟机(JVM) 处在核心的位置,是程序与底层操作系统和硬件无关的关键。它的下方是移植接口,移植接口由两部分组成:适配器和Java操作系统, 其中依赖于平台的部分称为适配器;JVM 通过移植接口在具体的平台和操作系统上实现;在JVM 的上方是Java的基本类库和扩展类库以及它们的API,利用Java API编写的应用程序(application) 和小程序(Java applet) 可以在任何Java平台上运行而无需考虑底层平台, 就是因为有Java虚拟机(JVM)实现了程序与操作系统的分离,从而实现了Java 的平台无关性。 那么到底什么是Java虚拟机(JVM)呢?通常我们谈论JVM时,我们的意思可能是: 1. 对JVM规范的的比较抽象的说明; 2. 对JVM的具体实现; 3. 在程序运行期间所生成的一个JVM实例。 对JVM规范的的抽象说明是一些概念的集合,它们已经在书《The Java Virtual Machine Specification》(《Java虚拟机规范》)中被详细地描述了;对JVM的具体实现要么是软件,要么是软件和硬件的组合,它已经被许多生产厂商所实现,并存在于多种平台之上;运行Java程序的任务由JVM的运行期实例单个承担。在本文中我们所讨论的Java虚拟机(JVM)主要针对第三种情况而言。它可以被看成一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现,有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还有自己相应的指令系统。 JVM在它的生存周期中有一个明确的任务,那就是运行Java程序,因此当Java程序启动的时候,就产生JVM的一个实例;当程序运行结束的时候,该实例也跟着消失了。下面我们从JVM的体系结构和它的运行过程这两个方面来对它进行比较深入的研究。 2 Java虚拟机的体系结构 刚才已经提到,JVM可以由不同的厂商来实现。由于厂商的不同必然导致JVM在实现上的一些不同,然而JVM还是可以实现跨平台的特性,这就要归功于设计JVM时的体系结构了。 我们知道,一个JVM实例的行为不光是它自己的事,还涉及到它的子系统、存储区域、数据类型和指令这些部分,它们描述了JVM的一个抽象的内部体系结构,其目的不光规定实现JVM时它内部的体系结构,更重要的是提供了一种方式,用于严格定义实现时的外部行为。每个JVM都有两种机制,一个是装载具有合适名称的类(类或是接口),叫做类装载子系统;另外的一个负责执行包含在已装载的类或接口中的指令,叫做运行引擎。每个JVM又包括方法区、堆、Java栈、程序计数器和本地方法栈这五个部分,这几个部分和类装载机制与运行引擎机制一起组成的体系结构图为:

Elasticsearch Java虚拟机配置详解

JVM参数Elasticsearch默认值Environment变量 -Xms 256m ES_MIN_MEM -Xmx 1g ES_MAX_MEM -Xms and -Xmx ES_HEAP_SIZE -Xmn ES_HEAP_NEWSIZE -XX:MaxDirectMemorySize ES_DIRECT_SIZE -Xss 256k -XX:UseParNewGC + -XX:UseConcMarkSweepGC + -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction 75 -XX:UseCMSInitiatingOccupancyOnly + -XX:UseCondCardMark (commented out) 首先你注意到的是,Elasticsearch预留了256M到1GB的堆内存。 这个设置适用于开发和演示环境。开发人员只需要简单的解压发行包,再执 行./bin/elasticsearch -f就完成了Elasticsearch的安装。当然这点对于开发来说非常棒,并且在很多场景下都能工作,但是当你需要更多内存来降低Elasticsearch负载的时候就不行了,你需要比2GB RAM更多的可用内存。

ES_MIN_MEM/ES_MAX_MEM是控制堆大小的配置。新的ES_HEAP_SIZE变量是一个更为便利的选择,因为将堆的初始大小和最大值设为相同。也推荐在分配堆内存时尽可能不要用内存的碎片。内存碎片对于性能优化来说非常不利。 ES_HEAP_NEWSIZE是可选参数,它控制堆的子集大小,也就是新生代的大小。 ES_DIRECT_SIZE控制本机直接内存大小,即JVM管理NIO框架中使用的数据区域大小。本机直接内存可以被映射到虚拟地址空间上,这样在64位的机器上更高效,因为可以规避文件系统缓冲。Elasticsearch对本机直接内存没有限制(可能导致OOM)。 由于历史原因Java虚拟机有多个垃圾收集器。可以通过以下的JVM参数组合启用: JVM parameter Garbage collector -XX:+UseSerialGC serial collector -XX:+UseParallelGC parallel collector -XX:+UseParallelOldGC Parallel compacting collector -XX:+UseConcMarkSweepGC Concurrent-Mark-Sweep (CMS) collector -XX:+UseG1GC Garbage-First collector (G1) UseParNewGC和UseConcMarkSweepGC组合启用垃圾收集器的并发多线程模式。UseConcMarkSweepGC自动选择UseParNewGC模式并禁用串行收集器(Serial collector)。在Java6中这是默认行为。 CMSInitiatingOccupancyFraction提炼了一种CMS(Concurrent-Mark-Sweep)垃圾收集设置;它将旧生代触发垃圾收集的阀值设为75.旧生代的大小是堆大小减去新生代大小。这告诉JVM当堆内容达到75%时启用垃圾收集。这是个估计的值,因为越小的堆可能需要越早启动GC。 UseCondCardMark将在垃圾收集器的card table使用时,在marking之前进行额外的判断,避免冗余的store操作。UseCondCardMark不影响Garbage-First收集器。强烈推荐在高并发场景下配置这个参数(规避card table marking技术在高并发场景下的降低吞吐量的负面作用)。在ElasticSearch中,这个参数是被注释掉的。 有些配置可以参考诸如Apache Cassandra项目,他们在JVM上有类似的需求。 总而言之,ElastciSearch配置上推荐: 1. 不采用自动的堆内存配置,将堆大小默认最大值设为1GB 2.调整触发垃圾收集的阀值,比如将gc设为75%堆大小的时候触发,这样不会影响性能。 3.禁用Java7默认的G1收集器,前提是你的ElasticSearch跑在Java7u4以上的版本上。JVM进程的内存结果 JVM内存由几部分组成: Java代码本身:包括内部代码、数据、接口,调试和监控代理或者字节码指令 非堆内存:用于加载类 栈内存:用于为每个线程存储本地变量和操作数

深入理解Java虚拟机笔记(带目录)

目录 1.虚拟机内存结构 (1) 2.对象在内存中的布局 (3) 3.判断对象是否死亡 (4) 4.引用的4中情况 (4) 5.垃圾收集算法 (5) 6.HotSpot虚拟机算法实现 (6) 7.如何在GC发生时让所有线程都要附近的安全点停下 (6) 8.垃圾收集器 (7) 9.GC日志 (9) 10.内存分配 (10) 11.Class类文件的结构 (10) 12.类的生命周期 (13) 13.类加载器 (15) 14.运行时栈帧的结构 (16) 15. 方法调用 (18) 16. 分派 (19) 17.虚方法表 (19) 18.Java内存模型(JMM) (19) 19.内存间的交互 (20) 20.volatile变量 (20) 21.原子性 (21) 22.可见性 (22) 23.有序性 (22) 24.先行发生原则 (22) 25.Java线程调度 (23) 26.线程的状态 (24) 27.线程安全 (25) 28.线程安全的实现方法 (26) 29.锁优化 (27) 30.编译优化技术 (29) 1.虚拟机内存结构 线程私有:虚拟机栈,本地方法栈,程序计数器 线程共享:堆,方法区(包括运行时常量池)

1.1程序计数器 当前程序锁执行的字节码行号指示器,记录下一条需要执行的 指令。 1.2虚拟机栈 生命周期与线程相同,每个方法在执行时都会创建一个栈帧。 方法执行的过程,就是栈帧入栈到出栈的过程。 栈帧用于存放局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等 信息。 局部变量表存放了编译期可知的基本数据类型和对象引用。1.3 本地方法栈 为虚拟机使用到的Native方法服务。 目前HotSpot虚拟机将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。 1.4堆 存放对象实例,所有线程共享。 1.5 方法区(永久代) 存放被虚拟机加载的类信息,常量,静态变量,即时编译器编 译后的代码等。

深入理解java虚拟机

深入理解java虚拟机 (一)虚拟机内存划分 Java虚拟机在执行Java程序时,会把它管理的内存划分为若干个不同的数据区。这些区域有不同的特性,起不同的作用。它们有各自的创建时间,销毁时间。有的区域随着进程的启动而创建,随着进程结束而销毁,有的则始终贯穿虚拟机整个生命周期。 Java虚拟机运行时内存区域主要分为七部分,分别是:程序计数器,Java虚拟机栈,本地方法栈,方法区,Java堆,运行时常量池,直接内存。 如上图所示(图片来源于网络): 蓝色区域包裹的部分为运行时几个数据区域: 白色的部分为线程私有的,既随着线程的启动而创建。每个线程都拥有各自的一份内存区域。它们是:JAVA栈(JAVA STACK),本地方法栈(NATIVE METHOD STACK),和程序计数器(PROGRAM COUNTER REGISTER)。 黄色部分是线程共享的,所有的线程共享该区域的内容。他们是: 方法区(METHOD AREA),堆(HEAP)。 我们分别来介绍这些区域。 (1)程序计数器(program counter register)

学过计算机组成原理的都知道计算机处理器中的程序计数器。当处理器执行一条指令时,首先需要根据PC中存放的指令地址,将指令由内存取到指令寄存器中,此过程称为“取指令”。与此同时,PC中的地址或自动加1或由转移指针给出下一条指令的地址。此后经过分析指令,执行指令。完成第一条指令的执行,而后根据PC取出第二条指令的地址,如此循环,执行每一条指令。 处理器的程序计数器是指寄存器,而java程序计数器是指一小块内存空间。java代码编译字节码之后,虚拟机会一行一行的解释字节码,并翻印成本地代码。这个程序计数器盛放的就是当前线程所执行字节码的行号的指示器。在虚拟机概念模型中,字节码解释器工作室就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,分支,循环,跳转,异常处理等都依赖于它。 Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式实现的,因此为了线程切换后还能恢复执行位置,每条线程都需要一个独立的程序计数器。 如果线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址;如果执行的是Java Native方法,这个计数器值为空。 而且程序计数器是Java虚拟机中没有规定任何OutOfMemoryError的区域。 (2)虚拟机栈 Java虚拟机栈(VM Stack)也是线程私有的,因此它的生命周期也和线程相同。它存放的是Java方法执行时的数据,既描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法开始执行的时候,都会创建一个栈帧(Stack Frame)用于储存局部变量表、栈操作数、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用到执行完成就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。经常有人把Java内存分为堆内存和栈内存,这种是比较粗糙的分法,很大原因是大多数程序‘猿’最关注的,与对象内存分配最密切的区域就是堆和栈。局部变量表存放的是编译器可知的各种基本数据类型(boolean 、byte、int、long、char、short、float、double)、对象引用(reference类型)和returnAddress类型(它指向了一条字节码指令的地址)。其中64bit长度的long和double会占用两个局部变量空间(Slot),其余的数据类型只占用一个。局部变量表所需的内存空间是在编译时期确定的,在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。在Java虚拟机规范中,对这部分区域规定了两种异常:1、当一个线程的栈深度大于虚拟机所允许的深度的时候,将会抛出StackOverflowError异常; 2、如果当创建一个新的线程时无法申请到足够的内存,则会抛出OutOfMemeryError异常。 (3)本地方法栈 本地方法栈(Native Method Stack)与虚拟机栈所发挥的作用是十分相似的,他们之间的区别不过是虚拟机栈为Java方法字节码服务,而本地方法栈则为Native方法服务。在虚拟机规范中对本地方法使用的语言和使用方法与数据结构没有强制规定,因此具体的虚拟机可

Java虚拟机的内存结构

我们都知道虚拟机的内存划分了多个区域,并不是一张大饼。那么为什么要划分为多块区域呢,直接搞一块区域,所有用到内存的地方都往这块区域里扔不就行了,岂不痛快。是的,如果不进行区域划分,扔的时候确实痛快,可用的时候再去找怎么办呢,这就引入了第一个问题,分类管理,类似于衣柜,系统磁盘等等,为了方便查找,我们会进行分区分类。另外如果不进行分区,内存用尽了怎么办呢?这里就引入了内存划分的第二个原因,就是为了方便内存的回收。如果不分,回收内存需要全部内存扫描,那就慢死了,内存根据不同的使用功能分成不同的区域,那么内存回收也就可以根据每个区域的特定进行回收,比如像栈内存中的栈帧,随着方法的执行栈帧进栈,方法执行完毕就出栈了,而对于像堆内存的回收就需要使用经典的回收算法来进行回收了,所以看起来分类这么麻烦,其实是大有好处的。 提到虚拟机的内存结构,可能首先想起来的就是堆栈。对象分配到堆上,栈上用来分配对象的引用以及一些基本数据类型相关的值。但是·虚拟机的内存结构远比此要复杂的多。除了我们所认识的(还没有认识完全)的堆栈以外,还有程序计数器,本地方法栈和方法区。我们平时所说的栈内存,一般是指的栈内存中的局部变量表。下面是官方所给的虚拟机的内存结构图

从图中可以看到有5大内存区域,按照是否被线程所共享可分为两部分,一部分是线程独占区域,包括Java栈,本地方法栈和程序计数器。还有一部分是被线程所共享的,包括方法区和堆。什么是线程共享和线程独占呢,非常好理解,我们知道每一个Java进行都会有多个线程同时运行,那么线程共享区的这片区域就是被所有线程一起使用的,不管有多少个线程,这片空间始终就这一个。而线程的独占区,是每个线程都有这么一份内存空间,每个线程的这片空间都是独有的,有多少个线程就有多少个这么个空间。上图的区域的大小并不代表实际内存区域的大小,实际运行过程中,内存区域的大小也是可以动态调整的。下面来具体说说每一个区域的主要功能。

JVM详解

JVM详解 本文详细讲解了JVM(Java Virtual Machine)的方方面面,首先由java的特性来描绘JVM 的大致应用,再细细阐述了JVM的原理及内存管理机制和调优.最后讲述了与JVM密切相关的Java GC机制. 本文内容大多来自网络,但内容十分丰富,是学习JVM的好资料. 后面会再针对JVM的两大职责class loader和execution engine进行讲解 若有疑问 目录 Java相关 (2) 1.1Java定义 (2) 1.2Java的开发流程 (2) 1.3Java运行的原理 (3) 1.4半编译半解释 (4) 1.5平台无关性 (5) JVM内存模型 (5) 2.1JVM规范 (6) 2.2 Sun JVM (9) 2.3 SUN JVM内存管理(优化) (10) 2.4 SUN JVM调优 (13) 2.5.JVM简单理解 (16) 2.5.1Java栈 (16) 2.5.2堆 (16) 2.5.3堆栈分离的好处 (19) 2.5.4 堆(heap)和栈(stack) (19) JAVA垃圾收集器 (20) 3.1垃圾收集简史 (20) 3.2常见的垃圾收集策略 (20) 3.2.1Reference Counting(引用计数) (20) 3.2.2跟踪收集器 (21) 3.3JVM的垃圾收集策略 (25) 3.3.1Serial Collector (25) 3.3.2 Parallel Collector (25) 3.3.3 Concurrent Collector (26) Java虚拟机(JVM)参数配置说明 (26)

java实验报告实验1答案

实验一熟悉NetBeans IDE 平台,开发环境及Java编程 实验目的: 1、我们使用的开发平台是NetBeans IDE,希望通过本次实验同学们能对NetBeans IDE 的开发环境有一个清楚的了解并能熟练运用,对Java语法进行初步运用,对面向对象的编程有一个直观的认识和深入理解,对于Java的基础知识进行理解运用和巩固。为以后的实验中能够进行开发程序打下基础。 2、通过编程和上机实验理解Java语言是如何体现面向对象编程基本思想,了解类的封装方法,以及如何创建类和对象,了解成员变量和成员方法的特性,掌握OOP方式进行程序设计的方法,了解类的继承性和多态性的作用。 实验内容: ● 1. 编写一个体现面向对象思想的程序。 ● 2. 编写一个创建对象和使用对象的方法的程序。 ● 3. 编写一个显示当前日期和时间的程序。 ● 4. 编写不同成员变量修饰方法的程序。 ● 5. 编写不同成员方法修饰方法的程序。 ● 6. 编写体现类的继承性(成员变量、成员方法、成员变量隐藏)的程序。 ●7. 编写体现类的多态性(成员方法重载、构造方法重载)的程序。 实验步骤: ●双击桌面上的NetBeans IDE 6.5.1快捷方式或在文件菜单中打开它。 图1-1 点击文件,创建新项目,创建一个项目名:experiment1。

点击按钮下一步: 在项目名称处输入:experiment1 然后点击完成:

在experiment1 下实现 程序 项目experiment1

样例1:编写应用程序输出如下三角形。 * *** ***** ******* 【参考程序】 public class Star { public static void main(String a[]) { System.out.println(" *"); System.out.println(" ***"); System.out.println(" *****"); System.out.println("*******"); } } 程序运行结果如图1-2所示。 【编程技巧】 (1) main方法是应用程序执行入口; (2) 如何在命令控制台输出字符串。 (3) 输出杨辉三角的前10行;进一步用参数传递的方式输出,例如,shuchu(n)表示 输出杨辉三角的前n行。 样例2:编写Applet程序绘制一个红色三角形,三角形中央绘制兰色文字“三角形”。 【参考程序】

深入理解Java反射机制汇总

深入理解Java反射机制 本文较为详细的分析了Java反射机制。分享给大家供大家参考,具体如下: 一、预先需要掌握的知识(java虚拟机) java虚拟机的方法区: java虚拟机有一个运行时数据区,这个数据区又被分为方法区,堆区和栈区,我们这里需要了解的主要是方法区。方法区的主要作用是存储被装载的类的类型信息,当java虚拟机装载某个类型的时候,需要类装载器定位相应的class文件,然后将其读入到java虚拟机中,紧接着虚拟机提取class 中的类型信息,将这些信息存储到方法区中。这些信息主要包括: 1、这个类型的全限定名 2、这个类型的直接超类的全限定名 3、这个类型是类类型还是接口类型 4、这个类型的访问修饰符 5、任何直接超接口的全限定名的有序列表 6、该类型的常量池 7、字段信息 8、方法信息 9、除了常量以外的所有类变量 10、一个到class类的引用 等等(读者可以参考《深入java虚拟机》这本书的叙述) Class类: Class类是一个非常重要的java基础类,每当装载一个新的类型的时候,java虚拟机都会在java堆中创建一个对应于新类型的Class实例,该实例就代表此类型,通过该Class实例我们就可以访问该类型的基本信息。上面说到在方法区中会存储某个被装载类的类型信息,我们就可以通过Class实例来访问这些信息。比如,对于上面说到的信息Class中都有对应的方法,如下:

1、getName();这个类型的全限定名 2、getSuperClass();这个类型的直接超类的全限定名 3、isInterface();这个类型是类类型还是接口类型 4、getTypeParamters();这个类型的访问修饰符 5、getInterfaces();任何直接超接口的全限定名的有序列表 6、getFields();字段信息 7、getMethods();方法信息 等等(读者可以自己参看jdk帮助文档,得到更多的信息) 二、java反射详解 反射的概念:所谓的反射就是java语言在运行时拥有一项自观的能力,反射使您的程序代码能够得到装载到JVM中的类的内部信息,允许您执行程序时才得到需要类的内部信息,而不是在编写代码的时候就必须要知道所需类的内部信息,这使反射成为构建灵活的应用的主要工具。 反射的常用类和函数:Java反射机制的实现要借助于4个类:Class,Constructor,Field,Method;其中class代表的是类对象,Constructor-类的构造器对象,Field-类的属性对象,Method -类的方法对象,通过这四个对象我们可以粗略的看到一个类的各个组成部分。其中最核心的就是Class类,它是实现反射的基础,它包含的方法我们在第一部分已经进行了基本的阐述。应用反射时我们最关心的一般是一个类的构造器、属性和方法,下面我们主要介绍Class 类中针对这三个元素的方法: 1、得到构造器的方法 Constructor getConstructor(Class[] params) -- 获得使用特殊的参数类型的公共构造函数,Constructor[] getConstructors() -- 获得类的所有公共构造函数 Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) -- 获得使用特定参数类型的构造函数(与接入级别无关) Constructor[] getDeclaredConstructors() -- 获得类的所有构造函数(与接入级别无关) 2、获得字段信息的方法

Java的类一些常识

Java的类一些常识 “1、请解释Java语言的跨平台特性。 解析:虽然不知道什么是跨平台也可以使用Java语言进行编程,但是对于一个Java编程员来说,理解跨平台特性能够更深入掌握Java语言,所以企业中往往要求应聘者至少理解这个特性。 参考答案:Java的跨平台特性也被称为可移植性、平台无关性,或者一次编写处处运行。他的意思就是如果用Java语言编写一个应用,那么就可以在不同平台上运行,而不需要为不同平台单独运行开发。之所以能实现跨平台的特性。主要得益于Java虚拟机(JVM),JVM解释器在运行Java应用时根据当前平台进行解释,解释成符合当前平台规范的机器码,所以可以实现同样的应用在不同平台上都能运行。 “2、请列举JAVA语言的主要特点 解析:了解一门语言,往往从熟悉该语言的主要特点开始入手,所以企业也常常通过应聘者对JAVA语言特点的掌握程度而判断其语言基础是否扎实。 参考答案:JAVA语言有很多特点,主要包括:①跨平台性:一个应用可以不经过修改直接运行到不同的平台上。②面向对象:JAVA语言是一门面向对面的语言,可以使用对象的属性和行为,可以使用面向对象的思想进行分析设计,并实现整个应用。③解释执行JAVA应用时,JVM中的解释器将解释类文件,生成符合当前平台的字节码。④自动回收:JAVA 应用中的垃圾回收是自动进行的,JVM中的后台线程将监视内存中数据的使用,当内存中的数据不再被引用时,将被作为垃圾回收,而不需要程序员动手回收。 “3、请说明一个JAVA类中主要包含哪几个元素?并说明每种元素的作用。 解析:无论简单还是复杂的JAVA应用,都是由若干个类组成,所以类是JAVA应用的组成单位。了解一个类中包含的主要元素能够对类有一个清晰的认识。一个类中往往会有五种元素,即属性、方法、构造方法、块以及内部类、其实块和内部类比较少见。 参考答案:JAVA类中主要包含属性、方法、构造方法、块以及内部类。

java虚拟机的原理和作用

Java虚拟机 一、什么是Java虚拟机 Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。 1.为什么要使用Java虚拟机 Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。 2.谁需要了解Java虚拟机 Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java 虚拟机的规范。另外,如果你想扩展Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机。 3.Java虚拟机支持的数据类型 Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下: byte://1字节有符号整数的补码 short://2字节有符号整数的补码 int://4字节有符号整数的补码 long://8字节有符号整数的补码 float://4字节IEEE754单精度浮点数 double://8字节IEEE754双精度浮点数 char://2字节无符号Unicode字符 几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记。*作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了*作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其*作数类型别是int、long、 float和double。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令,包括integer 返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行 Java数值计算程序时,可能会非常慢。 虚拟机支持的其它数据类型包括: object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用 returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令 注:Java数组被当作object处理。 虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据。用Java

java中的四个核心概念

Java已经成为一个庞大而复杂的技术平台,对于开发人员而言,要想更好的掌握Java技术,深入理解底层的技术处理细节必不可少。现在介绍下java的四个核心概念: 1.Java虚拟机 Java虚拟机的主要任务是装在class文件并且执行其中的字节码。Java 虚拟机包含一个类装载器,它可以从程序和 API中装载class文件。Java API中只有程序执行时需要的那些类才会被装载。字节码由执行引擎来执行。不同的Java虚拟机中,执行引擎可能实现得非常不同。在由软件实现的虚拟机中,最简单的执行引擎就是一次性解释字节码。 另一种执行引擎更快,但是也更消耗内存,叫做"即时编译器(just-in-time compiler)"。在这种情况下,第一次被执行的字节码会被编译成本地机器代码。编译出的本地机器代码会被缓存,当方法以后被调用的时候可以重用。 第三种执行引擎是自适应优化器。在这种方法里,虚拟机开始的时候解释字节码,但是会监视运行中程序的活动,并且记录下使用最频繁的代码段。程序运行的时候,虚拟机只把那些活动最频繁的代码编译成本地代码,其他的代码由于使用得不是很频繁,继续保留为字节码-由虚拟机继续解释它们。 一个自适应的优化器可以使得Java虚拟机在80%~90%的时间里执行被优化过的本地代码,而只需要编译10%~20%的对性能有影响的代码。 2.类装载器的体系结构 一个Java应用程序可以使用两种类装载器:"启动(bootstrap)"类装载器和用户定义的类装载器。启动类装载器(这是系统中唯一的)是 Java虚拟机实现的一部分。启动类装载器通常使用某种默认方式从本地磁盘中装载类,包括Java API类(启动类装载器也被称为原始类装载器、系统类装载器或者默认类装载器)。Java培训:https://www.360docs.net/doc/2117451704.html, Java应用程序能够在运行时安装用户定义的类装载器,这种类装载器能够使用自定义的方式来装载类。例如,从网络下载class文件。尽管启动类装载器是虚拟机实现的本质部分,而用户定义的类装载器不是,但用户定义的类装载器能够用Java来编写,能够被编译成class文件,能够被虚拟机装载,还能够像其它对象一样实例化。 3.Java class文件 Java class文件主要在平台无关性和网络移动性方面使Java更适合网络。它在平台无关性方面的任务是:为Java程序提供独立于底层主机平台的二进制形式的服务。这种途径途径打破了C或者C++等语言所遵循的传统,使用这些传统语言写的程序通常首先被编译,然后被连接成单

java虚拟机中的堆,栈和方法区

基础数据类型直接在栈空间分配,方法的形式参数,直接在栈空间分配,当方法调用完成后从栈空间回收。引用数据类型,需要用new来创建,既在栈空间分配一个地址空间,又在堆空间分配对象的类变量。方法的引用参数,在栈空间分配一个地址空间,并指向堆空间的对象区,当方法调用完成后从栈空间回收。局部变量new 出来时,在栈空间和堆空间中分配空间,当局部变量生命周期结束后,栈空间立刻被回收,堆空间区域等待GC回收。方法调用时传入的literal 参数,先在栈空间分配,在方法调用完成后从栈空间分配。字符串常量在方法区域分配,this 在堆空间分配。数组既在栈空间分配数组名称,又在堆空间分配数组实际的大小! 哦对了,补充一下static在方法区域分配。 从Java的这种分配机制来看,堆栈又可以这样理解:堆栈(Stack)是操作系统在建立某个进程时或者线程(在支持多线程的操作系统中是线程)为这个线程建立的存储区域,该区域具有先进后出的特性。 每一个Java应用都唯一对应一个JVM实例,每一个实例唯一对应一个堆。应用程序在运行中所创建的所有类实例或数组都放在这个堆中,并由应用所有的线程共享.跟C/C++不同,Java中分配堆内存是自动初始化的。Java中所有对象的存储空间都是在堆中分配的,但是这个对象的引用却是在堆栈中分配,也就是说在建立一个对象时从两个地方都分配内存,在堆中分配的内存实际建立这个对象,而在堆栈中分配的内存只是一个指向这个堆对象的指针(引用)而已。 <二> 这两天看了一下深入浅出JVM这本书,推荐给高级的java程序员去看,对你了解JAVA的底层和运行机制有 比较大的帮助。 废话不想讲了.入主题: 先了解具体的概念: JAVA的JVM的内存可分为3个区:堆(heap)、栈(stack)和方法区(method) 堆区: 1.存储的全部是对象,每个对象都包含一个与之对应的class的信息。(class的目的是得到操作指令) 2.jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享,堆中不存放基本类型和对象引用,只存放对象本身 栈区: 1.每个线程包含一个栈区,栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象),对象都存放在堆区中 2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的,其他栈不能访问。 3.栈分为3个部分:基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。 方法区: 1.又叫静态区,跟堆一样,被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。 2.方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素,如class,static变量。 为了更清楚地搞明白发生在运行时数据区里的黑幕,我们来准备2个小道具(2个非常简单的小程序)。 AppMain.java

深入理解Java虚拟机(JVM)

深入理解Java虚拟机(JVM) 一、什么是Java虚拟机 当你谈到Java虚拟机时,你可能是指: 1、抽象的Java虚拟机规范 2、一个具体的Java虚拟机实现 3、一个运行的Java虚拟机实例 二、Java虚拟机的生命周期 一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务:执行Java程序。程序开始执行时他才运行,程序结束时他就停止。你在同一台机器上运行三个程序,就会有三个运行中的Java 虚拟机。 Java虚拟机总是开始于一个main()方法,这个方法必须是公有、返回void、直接受一个字符串数组。在程序执行时,你必须给Java虚拟机指明这个包换main()方法的类名。 Main()方法是程序的起点,他被执行的线程初始化为程序的初始线程。程序中其他的线程都由他来启动。Java中的线程分为两种:守护线程(daemon)和普通线程(non-daemon)。守护线程是Java虚拟机自己使用的线程,比如负责垃圾收集的线程就是一个守护线程。当然,你也可以把自己的程序设置为守护线程。包含Main()方法的初始线程不是守护线程。 只要Java虚拟机中还有普通的线程在执行,Java虚拟机就不会停止。如果有足够的权限,你可以调用exit()方法终止程序。 三、Java虚拟机的体系结构 在Java虚拟机的规范中定义了一系列的子系统、内存区域、数据类型和使用指南。这些组件构成了Java虚拟机的内部结构,他们不仅仅为Java虚拟机的实现提供了清晰的内部结构,更是严格规定了Java虚拟机实现的外部行为。 每一个Java虚拟机都由一个类加载器子系统(class loader subsystem),负责加载程序中的类型(类和接口),并赋予唯一的名字。每一个Java虚拟机都有一个执行引擎(execution engine)负责执行被加载类中包含的指令。 程序的执行需要一定的内存空间,如字节码、被加载类的其他额外信息、程序中的对象、方法的参数、返回值、本地变量、处理的中间变量等等。Java虚拟机将这些信息统统保存在数据区(data areas)中。虽然每个Java虚拟机的实现中都包含数据区,但是Java虚拟机规范对数据区的规定却非常的抽象。许多结构上的细节部分都留给了Java虚拟机实现者自己发挥。不同Java虚拟机实现上的内存结构千差万别。一部分实现可能占用很多内存,而其他以下可能只占用很少的内存;一些实现可能会使用虚拟内存,而其他的则不使用。这种比较精炼的Java虚拟机内存规约,可以使得Java虚拟机可以在广泛的平台上被实现。 数据区中的一部分是整个程序共有,其他部分被单独的线程控制。每一个Java虚拟机

相关文档
最新文档