2018-01-16学习日记

谈谈对JVM的理解(也就是你对他了解多少):首先我们可以想象一下jvm的组成,是有那些模块组成的:


类加载器子系统:加载.class文件 (负责查找并装载Class 文件到内存,最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型)

方法区:存放常量,和一些静态变量  在类装载器加载class文件到内存的过程中,虚拟机会提取其中的类型信息,并将这些信息存储到方法区。方法区用于存储已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数据。由于所有线程都共享方法区,因此它们对方法区数据的访问必须被设计为是线程安全的。

java堆:对象的创建  存储Java程序创建的类实例。所有线程共享,因此设计程序时也要考虑到多线程访问对象(堆数据)的同步问题。

java栈:变量,方法  一个栈帧包含一个java方法的调用状态,它存储有局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。

指针:程序运行行数

本地方法区:本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。任何本地方法接口都会使用某种本地方法栈。当线程调用Java方法时,虚拟机会创建一个新的栈帧并压入Java栈。然而当它调用的是本地方法时,虚拟机会保持Java栈不变,不再在线程的Java栈中压入新的帧,虚拟机只是简单地动态链接并直接调用指定的本地方法。如果某个虚拟机实现的本地方法接口是使用C连接模型的话,那么它的本地方法栈就是C栈。

垃圾回收:四种算法(标记清除,压缩清除,复制清除,分代清除)

执行引擎: 负责执行字节码。方法的字节码是由Java虚拟机的指令序列构成的。每一条指令包含一个单字节的操作码,后面跟随0个或多个操作数。执行引擎执行字节码时,首先取得一个操作码,如果操作码有操作数,取得它的操作数。它执行操作码和跟随的操作数规定的动作,然后再取得下一个操作码。这个执行字节码的过程在线程完成前将一直持续。


如上面架构图所示,JVM分为三个主要子系统:

类加载器子系统(Class Loader Subsystem)

运行时数据区(Runtime Data Area)

执行引擎(Execution Engine)

1. 类加载器子系统

Java的动态类加载功能由类加载器子系统处理,处理过程包括加载和链接,并在类文件运行时,首次引用类时就开始实例化类文件,而不是在编译时进行。

1.1 加载

Boot Strap类加载器,Extension类加载器和Application(类加载器是实现类加载过程的三个类加载器。

(1) Boot Strap类加载器:负责从引导类路径加载类,除了rt.jar,它具有最高优先级;

(2) Extension 类加载器:负责加载ext文件夹(jre \ lib)中的类;

(3) Application类加载器:负责加载应用程序级类路径,环境变量中指定的路径等信息。

上面的类装载器在加载类文件时遵循委托层次算法(Delegation Hierarchy Algorithm)。

1.2 链接

(1) 验证(Verify):字节码验证器将验证生成的字节码是否正确,如果验证失败,将提示验证错误;

(2) 准备(Prepare):对于所有静态变量,内存将会以默认值进行分配;

(3) 解释(Resolve):有符号存储器引用都将替换为来自方法区(Method Area)的原始引用。

1.3 初始化

这是类加载的最后阶段,所有的静态变量都将被赋予原始值,并且静态区块将被执行。

2. 运行时数据区

运行时数据区可分为5个主要组件:

(1) 方法区(Method Area):所有的类级数据将存储在这里,包括静态变量。每个JVM只有一个方法区,它是一个共享资源;

(2) 堆区域(Heap Area):所有对象及其对应的实例变量和数组将存储在这里。每个JVM也只有一个堆区域。由于方法和堆区域共享多个线程的内存,所存储的数据不是线程安全的;

(3) 堆栈区(Stack Area):对于每个线程,将创建单独的运行时堆栈。对于每个方法调用,将在堆栈存储器中产生一个条目,称为堆栈帧。所有局部变量将在堆栈内存中创建。堆栈区域是线程安全的,因为它不共享资源。堆栈框架分为三个子元素:

局部变量数组(Local Variable Array):与方法相关,涉及局部变量,并在此存储相应的值

操作数堆栈(Operand stack):如果需要执行任何中间操作,操作数堆栈将充当运行时工作空间来执行操作

帧数据(Frame Data):对应于方法的所有符号存储在此处。在任何异常的情况下,捕获的区块信息将被保持在帧数据中;

(4) PC寄存器(PC Registers):每个线程都有单独的PC寄存器,用于保存当前执行指令的地址。一旦执行指令,PC寄存器将被下一条指令更新;

(5) 本地方法堆栈(Native Method stacks):本地方法堆栈保存本地方法信息。对于每个线程,将创建一个单独的本地方法堆栈。

3.执行引擎

分配给运行时数据区的字节码将由执行引擎执行,执行引擎读取字节码并逐个执行。

(1) 解释器:解释器更快地解释字节码,但执行缓慢。解释器的缺点是当一个方法被调用多次时,每次都需要一个新的解释;

(2) JIT编译器:JIT编译器消除了解释器的缺点。执行引擎将在转换字节码时使用解释器的帮助,但是当它发现重复的代码时,将使用JIT编译器,它编译整个字节码并将其更改为本地代码。这个本地代码将直接用于重复的方法调用,这提高了系统的性能。JIT的构成组件为:

中间代码生成器(Intermediate Code Generator):生成中间代码

代码优化器(Code Optimizer):负责优化上面生成的中间代码

目标代码生成器(Target Code Generator):负责生成机器代码或本地代码

分析器(Profiler):一个特殊组件,负责查找热点,即该方法是否被多次调用;

(3) 垃圾收集器(Garbage Collector):收集和删除未引用的对象。可以通过调用“System.gc()”触发垃圾收集,但不能保证执行。JVM的垃圾回收对象是已创建的对象。

sleep是Thread类的方法,wait是Object类中定义的方法”


在java中String类为什么要设计成final?

1.设计需求

java设计者不希望用户定义类去继承String类,所以定义为final类型。final修饰类时,类不可被继承;修饰变量,变量的值不可以被修改;修饰方法,方法不可被子类重写。做这样的规则规定,为了代码更严谨

2.性能需求

String类中的成员属性也几乎都设计成了private final的,这样String就被设计成一个不变类,这样有助于共享,提高性能。可以将字符串对象保存在字符串常量池中以供与字面值相同字符串对象共享。如果String对象是可变的,那就不能这样共享,因为一旦对某一个String类型变量引用的对象值改变,将同时改变一起共享字符串对象的其他String类型变量所引用的对象的值。

3.安全方面的考虑

Java设计出于安全性的考虑,不变的数据对于线程安全是有用的。

http://blog.csdn.net/jiucongtian/article/details/52702228线程方面的问题

13.为什么线程通信的方法wait(), notify()和notifyAll()被定义在Object类里?

Java的每个对象中都有一个锁(monitor,也可以成为监视器) 并且wait(),notify()等方法用于等待对象的锁或者通知其他线程对象的监视器可用。在Java的线程中并没有可供任何对象使用的锁和同步器。这就是为什么这些方法是Object类的一部分,这样Java的每一个类都有用于线程间通信的基本方法

14. 为什么wait(), notify()和notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用?

当一个线程需要调用对象的wait()方法的时候,这个线程必须拥有该对象的锁,接着它就会释放这个对象锁并进入等待状态直到其他线程调用这个对象上的notify()方法。同样的,当一个线程需要调用对象的notify()方法时,它会释放这个对象的锁,以便其他在等待的线程就可以得到这个对象锁。由于所有的这些方法都需要线程持有对象的锁,这样就只能通过同步来实现,所以他们只能在同步方法或者同步块中被调用。

15. 为什么Thread类的sleep()和yield()方法是静态的?

Thread类的sleep()和yield()方法将在当前正在执行的线程上运行。所以在其他处于等待状态的线程上调用这些方法是没有意义的。这就是为什么这些方法是静态的。它们可以在当前正在执行的线程中工作,并避免程序员错误的认为可以在其他非运行线程调用这些方法。

16.如何确保线程安全?

在Java中可以有很多方法来保证线程安全——同步,使用原子类(atomic concurrent classes),实现并发锁,使用volatile关键字,使用不变类和线程安全类。在线程安全教程中,你可以学到更多。

Java类的各种成员初始化顺序如:父子类继承时的静态代码块,普通代码块,静态方法,构造方法,等先后顺序

java中class.forName()和classLoader都可用来对类进行加载。

class.forName()前者除了将类的.class文件加载到jvm中之外,还会对类进行解释,执行类中的static块。

而classLoader只干一件事情,就是将.class文件加载到jvm中,不会执行static中的内容,只有在newInstance才会去执行static块。

Class.forName(name, initialize, loader)带参函数也可控制是否加载static块。并且只有调用了newInstance()方法采用调用构造函数,创建类的对象


字节流(InputStream和OutputStream)与字符流的区别(FileWriter和FileRead)

字节流:InputStream/OutputStream以及对应的子类(FileInputStream/FileOutputStream,BufferedInputStream/BufferedOutputStream(继承于InputStream/OutputStream的FilterInputStream/FileterOutputStream)...........)

字符流:Reader/Writer以及对应的子类(FileWriter/FileReader,   BufferedWriter/BufferedReader.........)

字节流和字符流使用是非常相似的,那么除了操作代码的不同之外,还有哪些不同呢?

字节流在操作的时候本身是不会用到缓冲区(内存)的,是与文件本身直接操作的,而字符流在操作的时候是使用到缓冲区的

字节流在操作文件时,即使不关闭资源(close方法),文件也能输出,但是如果字符流不使用close方法的话,则不会输出任何内容,说明字符流用的是缓冲区,并且可以使用flush方法强制进行刷新缓冲区,这时才能在不close的情况下输出内容

那开发中究竟用字节流好还是用字符流好呢?

在所有的硬盘上保存文件或进行传输的时候都是以字节的方法进行的,包括图片也是按字节完成,而字符是只有在内存中才会形成的,所以使用字节的操作是最多的。