JVM菜鸟进阶高手之路十（基础知识开场白）

转载请注明原创出处，谢谢！

最近没有什么实战，准备把JVM知识梳理一遍，先以开发人员的交流来谈谈jvm这块的知识以及重要性，依稀记得2、3年前用solr的时候老是经常oom，提到oom大家应该都不陌生，那个时候也并没有从根本解决oom，由于对jvm不熟悉，只是去百度，到处都是配置jvm参数的，那个时候啥不懂，直接粘贴，但是并没有解决问题，通过这个就告诉我们作为开发人员也需要对jvm很熟悉才行，问题来了，很多人会说我的代码并没有出现oom啊，不需要关注啊，因为不理解不知道重要性，可以回头看看的我的JVM菜鸟进阶高手之路一到九篇系列，可能很多人说还没有到那么高级，不需要理解，我也告诉你也是不对的，且听我慢慢道来。

谈到jvm首先需要谈的是，JAVA虚拟机规范，这个就类似jdbc规范一样，定义了一些规范，oracle有oracle的实现，mysql有mysql的实现，JAVA虚拟机规范也一样，java虚拟机有很多，IBM、Apache Harmony等，每个都有些细节不一样，但是大体符合JAVA虚拟机规范的，由于Oracle收购SUN之后，Oralce主要有JRockit和Hotspot虚拟机了，后来将其进行整合了，不然维护两套麻烦，就和原来的struts1和struts2一样，Oralce主要是以Hotspot来的，把JRockit里面的一些优点也慢慢加入到其中。目前市面上Hotspot占用率是最高的，一般说到JAVA虚拟机基本都是Hotspot虚拟机。JAVA8虚拟机规范地址：http://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html，按照道理应该去阅读阅读的，虽然java语言与java虚拟机有密切的关系，但是两者是完全不同的内容，像Scala、Clojure、Groovy等语言都是跑在JAVA虚拟机上面的，可以产生各种各样的跨平台语言，除了语言特性不一样，他们可以共享JAVA虚拟机带来的跨平台性、垃圾回收器、以及即使编译（看到这里都应该明白这些的JAVA虚拟机拥有的不是java语言规范定义的，java语言规范地址：http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/index.html），稍微解释下为什么用JAVA虚拟机就可以做到跨平台呢？依稀记得当时刚刚学习java的时候有句口号“一次编译，到处运行。”Java程序理想上，并不理会真正执行哪个平台，只要知道如何执行于JVM就可以了，至于JVM实际上如何与底层平台沟通，那是JVM自己的事。由于JVM实际上相当于Java程序的操作系统，JVM就负责了Java程序的各种资源管理。

我们要记住两点：

JVM就是Java程序的操作系统，JVM的可执行文件就是.class文件。
Java虚拟机屏蔽了操作系统之间的差异，但是不同的系统使用的虚拟机不同。

与其他语言相比，Java程序能够做到“编译一次，到处运行”，可见它的跨平台性非常强。其实JVM就是在操作系统层面有抽象了一层虚拟机，这样的好处可以屏蔽底层细节，有每个具体的平台的虚拟机实现即可，但是对外提供的是一致的（比如windows需要安装windows版的jdk，linux需要安装linux版的jdk就是这个原因，jvm虚拟机帮我们屏蔽到了底层的细节）。

一直有一个疑惑,Oracle的jdk和OpenJDK到底有什么关系呢？

Oracle/Sun JDK与OpenJDK的区别和联系如下： - OpenJDK原是SunMicrosystems公司为Java平台构建的Java开发环境（JDK）的开源版本，完全自由，开放源码。Sun Microsystems公司在2006年的JavaOne大会上称将对Java开放源代码，于2009年4月15日正式发布OpenJDK。甲骨文在 2010 年收购SunMicrosystem之后接管了这个项目。

oracle/Sun JDK里面包含的JVM是HotSpotVM，HotSpot VM只有非常非常少量的功能没有在OpenJDK里，那部分在Oracle内部的代码库里。这些私有部分都不涉及JVM的核心功能。所以说，Oracle/Sun JDK与OpenJDK其实使用的是同一个代码库。
从一个Oracle内部员工的角度来看，当他要构建OracleJDK时，他同样需要先从http://hg.openjdk.java.NET签出OpenJDK，然后从Oracle内部的代码库签出私有的部分，放在OpenJDK代码下的一个特定目录里，然后构建。值得注意的是，Oracle JDK只发布二进制安装包，而OpenJDK只发布源码。

知道关系之后，其实很多就释然了，其实阿里的jdk就是基于OpenJDK定制的，所以看看OpenJDK对理解JVM很有帮助的，OpenJDK的github地址如下：https://github.com/dmlloyd/openjdk，既然都看见了OpenJDK的源码，那么是否有兴趣编译编译。

用final可以提高性能，为什么呢？

依稀记得以前老师说，用final可以提高性能，为什么呢？由于类的加载机制，关于一个*.class如何加载进来，如何一系列的操作后续会进行介绍，由于类的加载机制会提到一些热替换，热加载，以及阅读tomcat源码的时候可以了解到他是怎么处理加载的，由于final常量在准备阶段就初始化了，而并不是在初始化结点处理的，所以可以提高程序相应效率。
申明为final的情况：

不需要重新赋值的变量，包括类属性、局部变量。
对象参数前面加final，表示不允许修改引用的指向。
类的方法不可以被重写。

由于final关键字，在并发锁的时候，不可变的一些情况锁是无效的

比如锁一个Integer、Double、String等是不行的，你说这些你对JVM不了解能行吗？

JAVA虚拟机对各各数据类型的表示，所以引入了关于，原码，补码，反码等概念，为什么需要补码呢？

补码的好处：

使用补码可以没有任何歧义的表示0。
补码可以很好的参与二进制的运算，补码相加符号位参与运算，这样就简单很多了。那就可以明白为什么数据溢出的概念了，经常看到
```
byte a=(byte)(127+1);
System.out.println(a);
```

如果不了解JVM怎么能懂，还有两个值相同的Integer型值进行==比较时：

Integer a=125;
 Integer b=125;
 Integer d=300;
 Integer c=300;
System.out.println(c==d);
System.out.println(a==b);

运行结果为false、true？为什么呢？查看源码：这儿的IntegerCache有一个静态的Integer数组，在类加载时就将-128 到 127 的Integer对象创建了，并保存在cache数组中，一旦程序调用valueOf 方法，如果i的值是在-128 到 127 之间就直接在cache缓存数组中去取Integer对象,超出 -128 ~ +127 范围的数字就要即时构建新的Integer对象,可以通过JVM参数 -XX:AutoBoxCacheMax来进行调整。那么== 和equals的区别，== 是进行地址及值比较，无法对==操作符进行重载，而对于equals方法，Integer里面的equals方法重写了Object的equals方法，所以，相同类型的包装类对象直接的值比较全部使用equals方法比较，并且能用基本数据类型就应该用基本数据类型，这些你不了解JVM你那里知道呢？

根据IEEE754定义的浮点数的格式，所以涉及到钱的小数类型必须使用BigDecimal，禁止使用float和double，为什么呢？

不懂JVM可以？后续会讲。

慎用Object的clone方法拷贝对象，深拷贝，浅拷贝。

你不了解jvm模型咋知道呢？还有Object的finalize你不了解JVM怎么理解呢？

对于String的一些操作，String的文章最多。+运算符号

String str = "start";
 for(int i=0; i<100; i++){
     str = str + "hello";
}

反编译出的字节码文件显示每次循环都会new出一个StringBuilder对象，然后进行append操作，最后通过toString方法返回String对象，造成内存资源浪费。

其他

HashMap、ArrayList、StringBuilder等的扩容机制，会浪费空间以及性能（可能存在跨代引用的问题），特别在并发情况下面可能会死锁，后续分享hashMap的cpu 100%情况，所以集合初始化时，尽量指定集合初始值大小，你不了解jvm怎么可以呢？还有很多框架，netty等对外内存(堆外空间)，多线程相关ThreadLocal等，还有锁在java虚拟机中的实现优化，你不了解怎么可以呢？
今天仅仅是开场白，后续会有系列基础知识文章出来。大家一起进步。

个人公众号