旷野徒奔-Java底层篇（1.3）

盐上海

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分类专栏：底层JVM 文章标签： jvm

于 2020-09-23 10:56:20 首次发布

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Java底层篇（1.3）

- 1、JVM

1、JVM

→ Java 内存模型

计算机内存模型、缓存一致性、MESI 协议

计算机内存模型：
之前文章已经总结过。
Java内存模型
CPU与缓存一致性
随着CPU的技术发展，CPU执行速度越来越快，但是内存技术并没有太大的变化，导致CPU操作内存都要耗费很多时间。所以在CPU和内存之间增加高速缓存。

那么，当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一分到CPU的高速缓存中，那么CPU在计算时就可以直接从他的高速缓存中读取和向其中写入数据，当运算结束后，再将高速缓存中的数据刷到主存当中。
而随着CPU能力的不断提升，一层缓存就慢慢的无法满足要求了，就逐渐的衍生出多级缓存。

MESI 协议
多核CPU的情况下有多个一级缓存，如何保证缓存内部数据的一致,不让系统数据混乱。这里就引出了一个一致性的协议MESI。

从上面的意义看来E状态是一种投机性的优化：如果一个CPU想修改一个处于S状态的缓存行，总线事务需要将所有该缓存行的copy变成invalid状态，而修改E状态的缓存不需要使用总线事务。

MESI状态转换
在这里插入图片描述

【参考链接】https://www.hollischuang.com/archives/2550
https://www.cnblogs.com/yanlong300/p/8986041.html

可见性、原子性、有序性、happens-before、

可见性：多个线程同时访问一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看到修改后的值。
原子性：指原子性的操作是不可中断的，要么全部执行，要么全部不执行。
线程是CPU调度的基本单位，CPU有时间片的概念，根据不同的调度算法调度线程，一个线程获取时间片后开始执行，多线程情况下，容易发生原子性问题。
有序性：有序性即执行程序的顺序按照代码的先后顺序执行。
happens-before：这个原则会保证在发生指令重排情况下，程序还保证有序性，其原则在 Java基础篇（6）中写到过。其规则包含程序次序规则、监视器锁规则、volatile域规则、传递规则、线程规则等。

→ JVM 参数及调优

-Xmx、-Xmn、-Xms、Xss、-XX:SurvivorRatio、

-Xmx：堆内存的最大大小，默认为物理内存的1/4
-Xmn：堆内新生代的大小，通过这个值可以得到老生代的大小：-Xmx减去-Xmn
-Xms：堆内存的最小大小，默认为物理内存的1/64
-Xss：设置每个线程可使用的内存大小，即栈的大小。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程，当然操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成。如果设置过小，可能会出现栈溢出，特别是在该线程内有递归、大的循环时出现溢出的可能性更大，如果该值设置过大，就有影响到创建栈的数量，如果是多线程的应用，就会出现内存溢出的错误。
-XX:NewRatio：设置新生代和老年代的比值。如：为3，表示年轻代与老年代比值为1：3
-XX:SurvivorRatio：新生代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如：为3，表示Eden：Survivor=3：2，一个Survivor区占整个新生代的1/5

-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize、-XX:MaxTenuringThreshold

-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize：分别设置永久代最小大小与最大大小（Java8以前）
-XX:MetaspaceSize、-XX:MaxMetaspaceSize：分别设置元空间最小大小与最大大小（Java8以后）
-XX:MaxTenuringThreshold：设置转入老年代的存活次数。如果是0，则直接跳过新生代进入老年代

【参考链接】https://blog.youkuaiyun.com/yrwan95/article/details/82826519