1.Hotspot调试环境搭建-基于Ubuntu16.04.7-OpenJDK8u-Clion
2.JVM详解之:HotSpot VM中的码讲Intrinsic methods
3.字符串常量池,看这篇就够了(一)
4.08.从源码揭秘偏向锁的码讲升级
5.java是如何调用native方法?hotspot源码分析必会技能
6.hotspotjvm的启动过程做了什么?
Hotspot调试环境搭建-基于Ubuntu16.04.7-OpenJDK8u-Clion
搭建基于Ubuntu ..7与OpenJDK 8u的Hotspot调试环境,涉及以下步骤:
首先,码讲安装版本管理工具Mercurial,码讲其功能类似Git,码讲用于管理OpenJDK版本。码讲如何逆向看源码使用命令进行安装,码讲遇到问题时尝试重启系统解决问题。码讲
其次,码讲设置代理以加速下载国外仓库,码讲如hg.openjdk.java.net。码讲在用户家目录下创建.hgrc文件,码讲配置代理信息。码讲如果没有代理,码讲可考虑从其他GitHub源下载代码,码讲但同样会面临速度问题。
接着,下载代码。下载地址提供的是一个壳工程,包含get_source.sh脚本。执行该脚本下载完整代码。
下载时需注意,get_source.sh脚本仅适用于带有版本信息的仓库,使用其他方式下载的源码文件不能执行。确保下载完整。
预装依赖,安装GCC及编译所需依赖包。
安装BOOT JDK,可通过华为JDK官网镜像下载,使用绿色解压方式。
编译配置完成后,进行编译。使用bear命令行工具,生成compile_commands.json文件,文档列表下载源码此文件可用于导入Clion进行调试,无需生成CMakeList.txt文件。至此,环境搭建完成。
搭建Hotspot调试环境,遵循上述步骤,确保所有操作正确无误,即可成功搭建基于Ubuntu ..7与OpenJDK 8u的调试环境。
JVM详解之:HotSpot VM中的Intrinsic methods
内置方法是编译器内置的方法实现,它们在给定编程语言中使用,由编译器专门处理。内置方法通常在程序请求优化时才启用,以提高效率。因为内置方法是在编译器内部实现的,所以不同的虚拟机,其内置方法是不一样的。内置方法可以在Java源代码级别看起来与非内置方法一样,但它们的区别在于JVM的实现。有些方法在普通Java代码中无法实现,如sun.misc.Unsafe.compareAndSwapInt(),只能通过JNI或内置方法来实现,实现对Java语义的扩展。在Hotspot VM中,内置方法通常在src/share/vm/classfile/vmSymbols.hpp类中。通过参数查看代码中调用的方法是否为内置方法,或者通过底层汇编语言查看。内置方法大部分都是内联方法,通过减少函数调用开销的技术实现。内置方法的实现由三种编译器完成:javac将Java源代码编译成为字节码,在这一层只有数学方法和bootstrapping的MethodHandle实现;JIT的Client Compiler (C1);JIT的Server Compiler (C2)。例如,java.lang.System.currentTimeMillis()方法在Interpreter级别没有intrinsified,因为它是离线怎么编译源码一个native方法,通过JNI调用底层的C++实现。而在C1和C2级别使用intrinsified,直接调用os::javaTimeMillis(),减少JNI的使用,提升效率。内置方法的实现可以通过修改底层的JVM实现完成。Graal是一个用Java编写的JIT编译器,可以使用Java来实现Intrinsic方法,对于不熟悉C++的开发者来说非常友好。通过Graal,内置方法的实现变得简单且容易操作。内置方法是JVM中非常有用的特性,能够显著提高程序效率,是编程时值得考虑的技术之一。
字符串常量池,看这篇就够了(一)
研究事物,我们需要从两个角度出发:研究者角度与设计者角度。研究者角度,我们追求事物的本质与轨迹,深入理解设计者的意图。设计者角度,我们假想如何实现目标,分析各种选择的利弊,做出决策。今天,我们将从设计者的角度探讨字符串常量池在Java世界中的作用。
字符串常量池的探究,核心问题在于:如果我们创建一个JVM,如何处理字符串?答案简洁明了,采用散列表,即hashtable结构。Java世界存在两种hashtable类型:Java的HashTable与Hotspot的hashtable。Hotspot源码中的推荐佣金系统源码hashtable是C++实现的。
很多人对C++感到恐惧,但无需担忧,本文将提供清晰的动画,帮助你理解核心概念。阅读源码的小伙伴,可以期待下篇深度解析。
hashtable的基本实现有两种:数组+单链表与数组+红黑树。后者在大量数据时表现更佳。我们先从数组+单链表开始探讨。
当字符串"ziya"进入系统,它首先通过哈希算法确定在数组中的位置。假设哈希结果为2,这表示"ziya"将被存储在数组的第2个位置。然后,"ziya"被封装为链表节点,成为该位置的链表头。
数组长度通常设置为,这个数字可能有特殊意义,期待深入研究的读者留言分享。如果超过这个数量,哈希碰撞(相同字符串得到相同索引)将不可避免。
当碰撞发生,新字符串将作为链表节点,插入到已有节点之后。当链表深度过大,性能下降,我们引入数组+红黑树结构,以提升查找效率。当数据量小,如HashMap,链表结构可能更优。
字符串常量池主要涉及两个表:SymbolTable与StringTable。通常讨论的generator源码怎么编码字符串常量池指的是StringTable,它与SymbolTable紧密相连,本文将深入探讨SymbolTable的底层原理。
SymbolTable基于散列表实现,使用数组+链表结构,遇到哈希碰撞严重时,通过改变哈希算法解决。默认算法为java_lang_String::hash_code,触发重哈希后使用AltHashing::murmur3_。
在JVM中,字符串常量池的实现与性能优化是关键。了解这些原理,有助于在实际编程中做出更优决策。希望本文能够激发你对底层技术的兴趣,欢迎关注公众号道格子牙,与我一起探索更多底层知识。
.从源码揭秘偏向锁的升级
深入探讨偏向锁的升级至轻量级锁的过程,主要涉及HotSpot虚拟机的源码分析。在学习synchronized机制时,将通过本篇文章解答关于synchronized功能的相关问题。首先,进行一些准备工作,了解在分析synchronized源码前的必要步骤。然后,通过示例代码的编译结果,揭示synchronized修饰代码块后生成的字节码指令,以及这些指令对应的操作。进一步地,使用jol工具跟踪对象状态,提供更直观的数据支持。
接下来,重点解析monitorenter指令的执行过程,包括其与templateTable_x和interp_masm_x方法之间的关联。通过分析注释中的参数设置,可以理解偏向锁升级为重量级锁的逻辑,以及epoch在偏向锁有效性判断中的作用。进一步,详细介绍对象头(markOop)的结构和其在偏向锁实现中的具体功能,包括epoch的含义及其在更新过程中的角色。
在理解了偏向锁的原理后,将分析其在不同条件下的执行流程,包括是否可偏向、是否重入偏向、是否依旧可偏向、epoch是否过期以及重新偏向等分支逻辑。接着,介绍偏向锁撤销和重偏向的过程,以及在获取偏向锁失败后的操作,即执行轻量级锁加锁的过程。最后,讨论偏向锁与轻量级锁的区别,总结它们的关键技术和性能特点,并简述偏向锁的争议与现状。
在偏向锁的实现中,关键点在于CAS操作的使用,以及在CAS竞争失败时导致的锁升级。偏向锁适用于单线程执行的场景,但在线程交替持有执行时,撤销和重偏向逻辑的复杂性导致性能下降,因此引入轻量级锁以保证“轻微”竞争情况的安全性。尽管偏向锁在Java 中已被弃用,但在当前广泛应用的Java 8环境下,了解偏向锁的原理仍然具有重要意义。
总结而言,偏向锁与轻量级锁分别针对不同场景进行了优化,它们的核心逻辑基于CAS操作,但在处理线程竞争时的表现有所不同。通过深入学习这两种锁的升级过程,可以更好地理解synchronized机制在Java并发编程中的应用。
java是如何调用native方法?hotspot源码分析必会技能
在深入研究JDK源码,如并发包和Thread相关部分时,往往会遇到native修饰的方法,它们隐藏在层层方法的底层。native方法的存在并非偶然,它是解决Java语言与操作系统直接交互的关键。Java作为高层语言,需要JVM作为桥梁,将Java指令转换为可以直接操作系统的C或C++代码,这就是native方法的用武之地。
JDK、JRE和JVM的关系是这样的:JDK包含JRE,其中的JVM负责执行Java代码并进行操作系统间的转换。在OpenJDK源码中,特别是hotspot实现的JVM中,能找到native方法的具体实现。JNI(Java Native Interface)技术用于模拟Java调用C或C++编写的native方法,确保跨平台的兼容性。
让我们通过实践来理解这个过程。首先,创建一个简单的Java类,通过javac编译,生成JavaCallC.class文件。然后使用javah命令生成JavaCallC.h头文件,这是C语言调用Java的关键部分,需要与Java代码中的native方法签名匹配。接着,编写C代码(Cclass.c),编译成动态链接库libJavaCallC.so,并将库文件路径添加到LD_LIBRARY_PATH环境变量中。
最后,执行JavaCallC命令,如果一切顺利,会看到"Java_JavaCallC_cMethod call succ"的输出,表明Java成功调用了native方法。在尝试过程中可能会遇到各种问题,但通过一步步的调试和学习,我们可以逐步掌握这个过程。
hotspotjvm的启动过程做了什么?
HotSpot JVM启动过程涉及启动器和自身两大部分。
启动器主要负责加载Java类文件,将类文件转换为本地可执行代码,并初始化环境变量和设置。
HotSpot JVM的初始化过程则包括内存分配、类加载、方法区初始化、线程创建等步骤。
启动器通过执行Java解释器或Java虚拟机启动命令来启动HotSpot JVM,典型的启动器包括JRE/JDK自带的java[.exe]和javaw.exe。
Native应用程序也可自定义启动器实现Java启动。
《Java Performance》一书提供了高阶描述,适合深入理解HotSpot JVM启动机制。
《Java Performance》笔记第页可作为参考。
HotSpot JVM初始化大入口为Threads::create_vm函数,该函数接收JavaVMInitArgs参数,并进行VM初始化。
为了详细了解HotSpot JVM启动过程,建议阅读官方文档和相关书籍,同时也可参考JDK自带的Java launcher源代码。
从HotSpot源码,深度解读 park 和 unpark
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Java并发包下的类大多基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)框架实现,而AQS线程安全的实现依赖于两个关键类:Unsafe和LockSupport。
其中,Unsafe主要提供CAS操作(关于CAS,在文章《读懂AtomicInteger源码(多线程专题)》中讲解过),LockSupport主要提供park/unpark操作。实际上,park/unpark操作的最终调用还是基于Unsafe类,因此Unsafe类才是核心。
Unsafe类的实现是由native关键字说明的,这意味着这个方法是原生函数,是用C/C++语言实现的,并被编译成了DLL,由Java去调用。
park函数的作用是将当前调用线程阻塞,而unpark函数则是唤醒指定线程。
park是等待一个许可,unpark是为某线程提供一个许可。如果线程A调用park,除非另一个线程调用unpark(A)给A一个许可,否则线程A将阻塞在park操作上。每次调用一次park,需要有一个unpark来解锁。
并且,unpark可以先于park调用,但不管unpark先调用多少次,都只提供一个许可,不可叠加。只需要一次park来消费掉unpark带来的许可,再次调用会阻塞。
在Linux系统下,park和unpark是通过Posix线程库pthread中的mutex(互斥量)和condition(条件变量)来实现的。
简单来说,mutex和condition保护了一个叫_counter的信号量。当park时,这个变量被设置为0,当unpark时,这个变量被设置为1。当_counter=0时线程阻塞,当_counter>0时直接设为0并返回。
每个Java线程都有一个Parker实例,Parker类的部分源码如下:
由源码可知,Parker类继承于PlatformParker,实际上是用Posix的mutex和condition来实现的。Parker类里的_counter字段,就是用来记录park和unpark是否需要阻塞的标识。
具体的执行逻辑已经用注释标记在代码中,简要来说,就是检查_counter是不是大于0,如果是,则把_counter设置为0,返回。如果等于零,继续执行,阻塞等待。
unpark直接设置_counter为1,再unlock mutex返回。如果_counter之前的值是0,则还要调用pthread_cond_signal唤醒在park中等待的线程。源码如下:
(如果不会下载JVM源码可以后台回复“jdk”,获得下载压缩包)