【JVM深入理解系列4】精通String

发表于 | 分类于 ， | |

遗留问题

String s2 = “dd” + new String(“test”);
四个 string
3个char

数组

UseCompressedoops
压缩的是对象指针的长度

UseCompressedClassPointers
压缩的是klass对象指针的长度

如果不压缩，则在arrayOopDesc中声明的非静态字段之后分配，如果压缩，它将占用oopDesc中_klass字段的后半部分。

  • 数组长度怎么算

    数组
    对应的klass是：TypeArrayKlass实例
    对应的oop：TypeArrayOop

    对象的内存布局

      对象头
      mark word
      klass pointer
      
  实例数据
  填充

    不开启解压的情况：
    Mark word 8B
    klass point
    metadata._compressed_klass
    数组长度4B

      这种情况下，klass + 数组长度用了多少字节
      12 = 8 + 4
  
  开启压缩的情况下：
  _metadata._compressed_klass 数组长度4B
  klass + 数组长度= 4 + 4 = 8B

=====

垃圾回收算法

可重入锁很像 lock + 1 unlock -1 计数==0
释放

对象存活依据

  • 引用计数

    例外，无法处理循环依赖。

    初始化死锁

  • 可达性分析

    GC Roots
    oop
    局部变量表
    字符串常量池

JVM的GC

给存活的对象打标机，回收没有标记的对象。

内存池

  • 内存分配算法
    指针碰撞（openJdk, 无限CAS-失败就是已经被使用了 )

    空闲列表：维护一个表存放 已用，空闲，已回收 描述。

  1. Memory Pool内存池
    管理内存块。
    list<MemoryChunk *> m_chunks;
    是一个列表，存放所有向OS申请的内存块。

    • 能做的事情
      向OS要内存
      mall哦错，calloc
      释放内存
      没有垃圾回收器，需要手动释放

      其他
      打印chunk信息

  2. Memory chunk
    直接持有内存

  3. Memory Cell
    chunk中的单元。内存块。

Memory Pool

  1. 根据要的内存对齐后计算出要申请的内存大小。

  2. 向操作系统申请内存。

  3. 根据不同的垃圾回收算法填充不同的list
    标记清除，标记-整理，回收的是整个chunk.

     m_avaliable_table
 m_used_table

    分代+复制算法，
    空闲
    可用
    已用
    待交换

  • 标记-清除算法
    面向整个堆
    产生碎片

    如果你需要分配大对象，需要连续的空间。但是内存是碎片化的。

  • 标记-整理算法
    内存碎片合并
    老年代基本属于这个算法。

    合并内存，解决碎片问题。
    耗CPU

    Eden区，对象朝生夕死。碎片很多。
    碎片很多，合并碎片的时候需要STW。

    合并碎片的时候有两种对象需要处理：
    1. 这个空间已被释放。直接合并
    2. 这个空间的空间未被释放
    对象搬家（合并内存，数据移动，指针移动）

  • 分代-复制算法
    JVM使用这个算法，解决标记合并碎片消耗性能过高、GC停止用户线程过长问题。
    举例

    1. 将内存分段。 一半用（0-10） from，一半闲（11-20）to
    2. 发生GC的时候不需要整理，交换空间标记，角色切换。
      标记
      角色切换
      原先from区的内存处理
      标记的对象清理。存活的对象需要移动到新的内存区域（to 区）
      数据整理
      指针整理

注意：
不管现在的9种垃圾回收器，还是以后出现的垃圾回收器，都是这三种垃圾回收算法。

指针移动，老的指针地址不能变，这个怎么做到？(对象的hashCode不变)
指针是动态计算出来的。
公式依赖的变量在变。

return (pvoid)((ulong)chunk->get_data() + get_start()* chunk->get_align_size() )
卡表，记忆集

总结

内存池，JVM不需要手动释放内存，由垃圾回收器自动回收。

自动回收算法

标记-清除算法。面向整个堆，会产生碎片，在申请大对象时候，会有问题。

标记-整理算法。老年代常用，会在标记清理后整理内存，但是CPU耗费太大，STW时间会比较长。
标记，清理，数据整理，指针整理。

数据块(chunk cell)整理过程
从前到后合并一次
从后到前合并一次
分代-复制
解决整理算法性能太低，而且新生代的特点是朝生夕死。

不需要清理，只需要转移数据和指针切换 from,to角色

问题：  
    指针切换了以后为什么可以访问？
    hashcode会一直变。运行时计算出来的，所以没影响。

PS:对象模型，为什么要字节对齐。8B
CPU提升速率。
CPU读是 4

当数据从1字节开始的时候，问题很复杂，首先先将前4个字节读到寄存器，并再次读取4-7字节的数据进寄存器，接着把0字节，4,6,7字节的数据剔除，最后合并1,2,3,4字节的数据进寄存器，对一个内存未对齐的寄存器进行了这么多额外操作，大大降低了CPU的性能。
但是这还属于乐观情况，上文提到内存对齐的作用之一是平台的移植原因，因为只有部分CPU肯干，其他部分CPU遇到未对齐边界就直接罢工了。