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JVM(一)史上最佳入門指南

2019.01.06 18:47 3439瀏覽

提到Java虛擬機(JVM),可能大部分人的第一印象是“難”,但當讓我們真正走入“JVM世界”的時候,會發現其實問題并不像我們想象中的那么復雜。唯一真正令我們恐懼的,其實是恐懼本身。而作為整個JVM系列的首篇,本文將帶你解除剛開始學習JVM時的種種疑惑。比如:什么是JVM?為什么學習JVM?怎么有效的學習JVM?帶著以上的這些問題,讓我們一起走入JVM的世界吧。

一、什么是JVM?

JVM簡介: JVM是Java Virtual Machine的縮寫,中文翻譯為Java虛擬機,是一種用于計算設備的規范,它是一個虛構出來的計算機,是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實現的。簡單來說JVM是用來解析和運行Java程序的。

Java有一個非常重要的特點“平臺的無關性”,就是使用JVM實現的。Java語言只需要生成Jvm上運行的目標代碼(字節碼),就可以在多種平臺上不加修改地運行,因為JVM本身屏蔽了與具體平臺相關的信息,使得Java能夠“一次編譯,到處運行”。

二、為什么要學習JVM?

學習JVM無外乎以下幾個原因:

1、 程序調優

不同的程序(業務場景)需要不同的Jvm配置,比如設置不同的垃圾收集器、設置新生代和老生帶的內存配置和占比等,不同的配置對于程序的運行有著千差萬別的影響。而Jvm默認的配置只能保證程序能夠“運行”,而想要“很好的運行”甚至是“更好的運行”,就是學習Jvm最主要的因素之一。

2、 排查程序運行問題

有些程序可能在線上使用的時候會遇到各種各樣的問題,而這些問題通常都是致命的,比如內存溢出,死鎖導致的程序運行緩慢等,而這些問題在開發和小量并發測試階段是很容易被忽略的缺陷,所以學習好了Jvm才能在關鍵的時候,臨危不亂幫你掃除系統中的“頑疾”。

3、 掌握了程序執行的根本和原理

也就是很多人說的:不但要“知其然”,還要“知其所以然”。

4、 規避寫代碼時候的一些錯誤

比如避免重載可變長參數的調用(后面文章會給出具體的案例)。

5、 應付面試

不得不說這也是很多人學習的目的之一,當然這也是積極的推動力,如果你明白“鯰魚效應”的話。

6、 掌握了其他語言的通用機制

JVM還有一個強大之處是,它不止可以運行Java程序,還可以運行Scala、Clojure、Groovy,以及時下熱門的 Kotlin,學習JVM便可以了解這些語言的通用機制,甚至于讓這些語言共享生態系統。

三、怎么有效的學習JVM?

以上了解了學習JVM的種種好處,但是怎么有效的學習JVM呢?有人可能一看到“JVM”或者“Java虛擬機”這幾個字就懵了,不知道它是啥,更別說要怎么學了。而本小節就是要教大家怎么有效的學JVM,把JVM做一個知識點的劃分??梢哉f,掌握了以下列舉的知識點,就是掌握了整個JVM。

JVM的知識點,分為如下幾個:

1、 JVM的組成

只有了解了JVM的組成部分,才能算的上真正的了解了JVM,JVM的組成5個部分:堆、虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器、方法區,后面文章會分別介紹5個部分的具體用途。

2、 多種垃圾回收算法

Jvm中有很多垃圾回收算法,不同的算法優缺點也各不相同,比如:標記清除算法和復制算法、標記清楚算法會產生多種空間碎片、復制算法把內存分為兩塊,性能雖然很好但是每次只能使用一塊,又浪費了內存的空間,那有沒有相對完美的算法呢?答案肯定是有的,由于篇幅的原因,后面文章會詳細講解。

3、 多種垃圾收集器

Jvm的垃圾收集器有很多,比如最早版本的串行收集器Serial,發展歷史最悠久的收集器,它是采用復制算法的新生代收集器,它是一個單線程收集器,它在進行垃圾收集時,必須暫停其他所有的工作線程,直至Serial收集器收集結束為止(“Stop The World”)。還有CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器;還有比較前沿的G1(Garbage-First)收集器等。

學習這些收集器,一方面是為自己程序配置合適的收集器,另一方面是每個收集器的設置參數都不相同,學習了這些收集器的配置之后,可以為程序設置最優的運行匹配參數。

4、 JVM分析工具

Jvm的分析工具用于排查程序運行的缺陷,找出程序的問題所在,從而保證程序的穩定運行,Jvm分析器分為:命令行工具(官方稱之為實驗性質的工具,但穩定性是不容置疑的),還有視圖分析工具,前者當然優于后者,但后者是建立在前者的基礎上的,本系列后面會詳細的把每個工具進行深入的講解。

5、 Java類加載機制

Java類加載機制,講的是Java的類在Jvm中的加載以及運行機制,對于認識Java是怎么運行的有著非常大的幫助,這也是學習Java非常有趣的一點,你可以看到Java運行的整個過程,是完全透明化的,給人一種“掌控感”,這是Java語言天生支持的,所以會覺得Java這門語言很有趣。

6、JVM常用優化配置

學習Jvm收益最大的其實就是,使用Jvm的這些常用配置,讓你的程序運行的更高效,所以對于這方面的學習是必不可少的。

四、總結

本文帶領大家對Jvm整體的印象有了初步的認識,我們明白了Jvm的學習能帶給我們的收益,以及Jvm該如何學習,而這些問題恰好是剛開始學習Jvm時最大的障礙。萬事開頭難,好的開始是成功的一半,恭喜你學習了Java領域中一項不可或缺的技能,如果覺得本文不錯,歡迎轉發到朋友圈或分享給你的朋友。

原創首發于慕課網

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