jvm 工具 类加载机制

博客介绍了Java类从加载到卸载的生命周期,包括加载、验证、准备等7个阶段,详细说明了各阶段的任务和特点,如准备阶段为类变量分配内存并设初始值。还讲解了Java中static关键字的用法和优缺点,以及Dart语法里static、final、const的含义和const对象的属性限制。

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jmap -heap < pid>  打印堆的使用情况

D:\后端开发\hsa-mbs-nation-bj-svc>jmap -heap 3556
Attaching to process ID 3556, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.131-b11

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 8 thread(s)

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 0
   MaxHeapFreeRatio         = 100
   MaxHeapSize              = 1073741824 (1024.0MB)
   NewSize                  = 44564480 (42.5MB)
   MaxNewSize               = 357564416 (341.0MB)
   OldSize                  = 89653248 (85.5MB)
   NewRatio                 = 2
   SurvivorRatio            = 8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 216006656 (206.0MB)
   used     = 102553440 (97.80258178710938MB)
   free     = 113453216 (108.19741821289062MB)
   47.476981450053096% used
From Space:
   capacity = 56098816 (53.5MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 56098816 (53.5MB)
   0.0% used
To Space:
   capacity = 73400320 (70.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 73400320 (70.0MB)
   0.0% used
PS Old Generation
   capacity = 716177408 (683.0MB)
   used     = 716104952 (682.9309005737305MB)
   free     = 72456 (0.06909942626953125MB)
   99.98988295369406% used

101213 interned Strings occupying 11923408 bytes.


类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期

包括:加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)和卸载(Unloading)7个阶段。

其中验证、准备、解析3个部分统称为连接(Linking)

于初始化阶段,虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”(而加载、验证、准备自然需要在此之前开始):

1)遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。生成这4条指令的最常见的Java代码场景是:使用new
关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的静态字段(被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外)的时候,以及调用一个类的静态方法的时候。
2)使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
3)当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,则需要先触发其父类的初始化。
4)当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类。
5)当使用JDK1.7的动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄,并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。注意:对于静态字段,只有直接定义这个字段的类才会被初始化,因此通过其子类来引用父类中定义的静态字段,只会触发父类的初始化而不会触发子类的初始化。常量HELLOWORLD,但其实在编译阶段通过常量传播优化,已经将此常量的值“helloworld”存储到了NotInitialization类的常量池中,以后NotInitialization对常量ConstClass.HELLOWORLD的引用实际都被转化为NotInitialization类对自身常量池的引用了。也就是说,实际上NotInitialization的Class文件之中并没有ConstClass类的符号引用入口,这两个类在编译成Class之后就不存在任何联系了。

加载阶段虚拟机需要完成以下3件事情:

1)通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
2)将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
3)在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口。

验证是连接阶段的第一步,这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不会危害虚拟机自身的安全。但从整体上看,验证阶段大致上会完成下面4个阶段的检验动作:文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证。

准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。这个阶段中有两个容易产生混淆的概念需要强调一下,首先,这时候进行内存分配的仅包括类变量(被static修饰的变量),而不包括实例变量,实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中。其次,这里所说的初始值“通常情况”下是数据类型的零值,假设一个类变量的定义为:publicstaticintvalue=123;那变量value在准备阶段过后的初始值为0而不是123,因为这时候尚未开始执行任何Java方法,而把value赋值为123的putstatic指令是程序被编译后,存放于类构造器<clinit>()方法之中,所以把value赋值为123的动作将在初始化阶段才会执行。表7-1列出了Java中所有基本数据类型的零值。假设上面类变量value的定义变为:publicstaticfinalintvalue=123;编译时Javac将会为value生成ConstantValue属性,在准备阶段虚拟机就会根据ConstantValue的设置将value赋值为123。

解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程类初始化阶段是类加载过程的最后一步,前面的类加载过程中,除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外,其余动作完全由虚拟机主导和控制。

到了初始化阶段,才真正开始执行类中定义的Java程序代码在准备阶段,变量已经赋过一次系统要求的初始值,而在初始化阶段,则根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源,或者可以从另外一个角度来表达:初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块(static{}块)中的语句合并产生的,编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序所决定的。<clinit>()方法对于类或接口来说并不是必需的,如果一个类中没有静态语句块,也没有对变量的赋值操作,那么编译器可以不为这个类生成<clinit>()方法。虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行<clinit>()方法完毕。如果在一个类的<clinit>()方法中有耗时很长的操作,就可能造成多个进程阻塞

static表示“全局”或者“静态”的意思,用来修饰成员变量和成员方法,也可以形成静态static代码块。

static修饰的变量习惯称为静态变量,static修饰的方法称为静态方法,static修饰的代码块叫做静态代码块。

static的意义在于方便在没有创建对象的情况下来进行调用(方法/变量)。

静态的优缺点

对对象的共享数据提供单独空间的存储,节省空间,没有必要每一个对象都存储一份

可以直接被类名调用,不用在堆内存创建对象

静态成员可以通过类名直接访问,相对创建对象访问成员方便

弊端:

访问出现局限性。(静态虽好,但只能访问静态)

而static方法是编译时静态绑定的。tatic方法跟类的任何实例都不相关,

Dart语法

一、static、final、const

static

表示成员在类本身上可用,而不是在类的实例上。 这就是它的意思,并没有用于其他地方。 static修饰成员。

final

表示单一赋值:final变量或字段必须初始化。 一旦赋值,就不能改变final变量的值。 final修饰变量。

const

含义在Dart中有点复杂和微妙。 const修饰值。 您可以在创建集合时使用它,例如const [1,2,3] ,以及构造对象(代替new),比如const Point(2,3)。这里,const意味着对象的整个深度状态可以在编译时完全确定,并且对象将被冻结并完全不可变。

二、const对象的属性和限制

  1. 必须根据可在编译时计算的数据创建它们。 const对象无法访问运行时需要计算的任何内容。 1 + 2是一个合法的const表达式,但new DateTime.now()不是(合法的const表达式)。
  2. 它们是深层不能改变的。 如果你有包含集合的final字段,则该集合仍然可变。 如果你有一个const集合,那么它中的所有东西也必须是递归的const。
  3. 它们是规范化的。 这有点像字符串内联:对于任何给定的const值,无论const表达式被计算多少次,都将创建并重用单个const对象。 也就是说:
getConst() => const [1, 2];
main() {
  var a = getConst();
  var b = getConst();
  print(a === b); // true
}

我认为Dart在保持语义和关键字清晰明确方面做得非常好。 (曾经有一段时间将const用于const和final。这令人困惑。)

唯一的缺点是,当你想指出一个单一赋值的成员和类本身时,你必须使用两个关键字:static final

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