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深入理解JVM

发表于 更新于 分类于 本文字数： 47k 阅读时长 ≈ 43 分钟

深入理解JVM

1.什么是JVM？

定义：Java Virtual Machine-java程序的运行环境（java二进制码的运行环境）

好处：

  • 一次编写，到处运行
  • 自动内存管理，垃圾回收功能
  • 数组下标越界检查
  • 多态

比较：JVM、JRE、JDK

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2.常见的JVM

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3.学习路线

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4.内存结构

程序计数器

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定义：Program Counter Register，是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

作用：在jvm指令的执行过程中，记住下一条jvm指令的地址。

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流程：jvm指令 -> 解释器 -> 机器码 -> cpu

特点：是线程私有的；不会存在内存溢出的区（OutOfMemoryError）

虚拟机栈

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先进后出（FILO）

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当每个方法被调用到执行完毕的过程，就对应一个栈帧这在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

定义：Java Virtual Machine Stacks

  • 每个线程运行时所需要的内存，称为虚拟机栈
  • 每个栈由多个栈帧组成，对应着每次方法调用时所占的内存
  • 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的方法

示例：

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问题辨析：

1.垃圾回收是否涉及栈内存？

2.栈内存分配越大越好吗？

3.方法内的局部变量是否线程安全？

  • 如果方法内的局部变量没有逃离方法作用范围，它是线程安全的。
  • 如果是局部变量引用了对象，并逃离了方法的作用范围，需要考虑线程安全问题。

栈内存溢出

  • 栈帧过多导致栈内存溢出（方法的递归调用，可以设置VM options=-Xss256k）。
  • 栈帧过大导致栈内存溢出。

线程运行诊断

  • cpu占用过多

    用top定位哪个进程对cpu的占用过高。

    ps H -eo pid，tid，%cpu | grep进程id（用ps命令进一步定位是哪个线程引起的cpu占用过高）。

    jstack进程id：可以根据线程id找到有问题的线程，进一步定位到问题代码的源码行号。

  • 程序运行时间很长。

本地方法栈

给本地方法的运行提供内存空间。是为虚拟机使用的本地方法服务。

堆

定义

  • 通过new关键字，创建对象都会使用堆内存。
  • 它是线程共享的，在虚拟机启动时创建，堆中对象都需要考虑线程安全的问题。
  • 有垃圾回收机制。

堆内存溢出

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/21 - 16:37
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 堆内存溢出
 * VM options： -Xmx8m
 */
public class Demo1 {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        try {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            String s = "hello";
            while (true){
                list.add(s);
                s = s + s;
                i++;
            }
        }catch (Throwable e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println(i);
        }
    }
}

效果：

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java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3332)
	at java.lang.AbstractStringBuilder.expandCapacity(AbstractStringBuilder.java:137)
	at java.lang.AbstractStringBuilder.ensureCapacityInternal(AbstractStringBuilder.java:121)
	at java.lang.AbstractStringBuilder.append(AbstractStringBuilder.java:421)
	at java.lang.StringBuilder.append(StringBuilder.java:136)
	at com.tzd.Demo1.main(Demo1.java:23)
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堆内存诊断

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/21 - 16:51
 */
/**
 * 演示堆内存
 */
public class Demo2 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        System.out.println("1......");
        Thread.sleep(20000);
        byte[] array = new byte[1024*1024*10];
        System.out.println("2....");
        array = null;
        System.gc();
        System.out.println("3...");
        Thread.sleep(1000000L);
    }

}

jps工具：查看当前系统中有哪些java进程—–jps

jmap工具：查看堆内存占用情况—-jmap -heap 进程id

jconsole工具：图形界面的，多功能的检测工具，可以连续检测—–jconsole

案例

垃圾回收后，内存占用仍然很高

方法区

定义：

组成：

img1

方法区内存溢出

1.8以前会导致永久代内存溢出

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2
java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space
-XX:MaxPermSize=8m

1.8以后会导致元空间内存溢出

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2
java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace
-XX:MaxMetaspaceSize=8m

场景

  • spring
  • mybatis

运行时常量池

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package xxxxxx;
//二进制字节码（类基本信息，常量池，类定义方法，包含虚拟机指令）
public class HelloWorld{
	public static void main(String[] args){
		System.out.println("hello world");
	}
}
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//反编译
javap -c HelloWorld.class
  • 常量池，就是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名，方法名，参数类型，字面量等信息。
  • 运行时常量池，常量池是*.class文件中的，当该类被加载，它的常量池信息就会放入运行时常量池，并把里面的符号地址变为真实地址。

StringTable

img2

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/25 - 15:48
 */
//hashtable结构，不能扩容
public class Demo3 {
    //常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池,这时a，b，ab都是常量池中的符号，还没有变为java字符串对象
    //ldc #2会把a符号变为“a”字符串对象
    //ldc #3会把a符号变为“b”字符串对象
    //ldc #4会把a符号变为“ab”字符串对象
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "a";
        String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
    }

}
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E:\Java\jdk1.8.0_66\bin\javap.exe -verbose com.tzd.Demo3
Classfile /G:/jvm/out/production/jvm/com/tzd/Demo3.class
  Last modified 2022-4-25; size 483 bytes
  MD5 checksum 7836650fdf343fc671c54dc6807c6c47
  Compiled from "Demo3.java"
public class com.tzd.Demo3
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #6.#24         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = String             #25            // a
   #3 = String             #26            // b
   #4 = String             #27            // ab
   #5 = Class              #28            // com/tzd/Demo3
   #6 = Class              #29            // java/lang/Object
   #7 = Utf8               <init>
   #8 = Utf8               ()V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               LocalVariableTable
  #12 = Utf8               this
  #13 = Utf8               Lcom/tzd/Demo3;
  #14 = Utf8               main
  #15 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #16 = Utf8               args
  #17 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #18 = Utf8               s1
  #19 = Utf8               Ljava/lang/String;
  #20 = Utf8               s2
  #21 = Utf8               s3
  #22 = Utf8               SourceFile
  #23 = Utf8               Demo3.java
  #24 = NameAndType        #7:#8          // "<init>":()V
  #25 = Utf8               a
  #26 = Utf8               b
  #27 = Utf8               ab
  #28 = Utf8               com/tzd/Demo3
  #29 = Utf8               java/lang/Object
{
  public com.tzd.Demo3();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 7: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/tzd/Demo3;

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=1, locals=4, args_size=1
         0: ldc           #2                  // String a
         2: astore_1
         3: ldc           #3                  // String b
         5: astore_2
         6: ldc           #4                  // String ab
         8: astore_3
         9: return
      LineNumberTable:
        line 10: 0
        line 11: 3
        line 12: 6
        line 13: 9
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      10     0  args   [Ljava/lang/String;
            3       7     1    s1   Ljava/lang/String;
            6       4     2    s2   Ljava/lang/String;
            9       1     3    s3   Ljava/lang/String;
}
SourceFile: "Demo3.java"

Process finished with exit code 0

拼接1：

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/25 - 15:48
 */
public class Demo3 {
    //常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "a";
        String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
        String s4 = s1 + s2;//new StringBuilder().append("a").append("b").toString()
        System.out.println(s3 == s4);//false,这时两个对象，s3存放在常量池，s4存放在堆里
        System.out.println(s3.equals(s4));//true
    }

}
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E:\Java\jdk1.8.0_66\bin\javap.exe -verbose com.tzd.Demo3
Classfile /G:/jvm/out/production/jvm/com/tzd/Demo3.class
  Last modified 2022-4-25; size 667 bytes
  MD5 checksum c054a85e2cde0118cd48bc0ce5d665bb
  Compiled from "Demo3.java"
public class com.tzd.Demo3
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #10.#29        // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = String             #30            // a
   #3 = String             #31            // b
   #4 = String             #32            // ab
   #5 = Class              #33            // java/lang/StringBuilder
   #6 = Methodref          #5.#29         // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
   #7 = Methodref          #5.#34         // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   #8 = Methodref          #5.#35         // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   #9 = Class              #36            // com/tzd/Demo3
  #10 = Class              #37            // java/lang/Object
  #11 = Utf8               <init>
  #12 = Utf8               ()V
  #13 = Utf8               Code
  #14 = Utf8               LineNumberTable
  #15 = Utf8               LocalVariableTable
  #16 = Utf8               this
  #17 = Utf8               Lcom/tzd/Demo3;
  #18 = Utf8               main
  #19 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #20 = Utf8               args
  #21 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #22 = Utf8               s1
  #23 = Utf8               Ljava/lang/String;
  #24 = Utf8               s2
  #25 = Utf8               s3
  #26 = Utf8               s4
  #27 = Utf8               SourceFile
  #28 = Utf8               Demo3.java
  #29 = NameAndType        #11:#12        // "<init>":()V
  #30 = Utf8               a
  #31 = Utf8               b
  #32 = Utf8               ab
  #33 = Utf8               java/lang/StringBuilder
  #34 = NameAndType        #38:#39        // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #35 = NameAndType        #40:#41        // toString:()Ljava/lang/String;
  #36 = Utf8               com/tzd/Demo3
  #37 = Utf8               java/lang/Object
  #38 = Utf8               append
  #39 = Utf8               (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #40 = Utf8               toString
  #41 = Utf8               ()Ljava/lang/String;
{
  public com.tzd.Demo3();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 7: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/tzd/Demo3;

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=5, args_size=1
         0: ldc           #2                  // String a
         2: astore_1
         3: ldc           #3                  // String b
         5: astore_2
         6: ldc           #4                  // String ab
         8: astore_3
         9: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
        12: dup
        13: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
        16: aload_1
        17: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        20: aload_2
        21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        24: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
        27: astore        4
        29: return
      LineNumberTable:
        line 10: 0
        line 11: 3
        line 12: 6
        line 13: 9
        line 14: 29
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      30     0  args   [Ljava/lang/String;
            3      27     1    s1   Ljava/lang/String;
            6      24     2    s2   Ljava/lang/String;
            9      21     3    s3   Ljava/lang/String;
           29       1     4    s4   Ljava/lang/String;
}
SourceFile: "Demo3.java"

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/25 - 15:48
 */
public class Demo3 {
    //常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "a";
        String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
        String s4 = s1 + s2;
        String s5 = "a" + "b";//javac在编译期间的优化，结果已经在编译期间确定为ab
    }

}
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E:\Java\jdk1.8.0_66\bin\javap.exe -verbose com.tzd.Demo3
Classfile /G:/jvm/out/production/jvm/com/tzd/Demo3.class
  Last modified 2022-4-25; size 690 bytes
  MD5 checksum 29cb4a3211d139fd5fcfdce40e137c25
  Compiled from "Demo3.java"
public class com.tzd.Demo3
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #10.#30        // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = String             #31            // a
   #3 = String             #32            // b
   #4 = String             #33            // ab
   #5 = Class              #34            // java/lang/StringBuilder
   #6 = Methodref          #5.#30         // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
   #7 = Methodref          #5.#35         // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   #8 = Methodref          #5.#36         // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   #9 = Class              #37            // com/tzd/Demo3
  #10 = Class              #38            // java/lang/Object
  #11 = Utf8               <init>
  #12 = Utf8               ()V
  #13 = Utf8               Code
  #14 = Utf8               LineNumberTable
  #15 = Utf8               LocalVariableTable
  #16 = Utf8               this
  #17 = Utf8               Lcom/tzd/Demo3;
  #18 = Utf8               main
  #19 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #20 = Utf8               args
  #21 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #22 = Utf8               s1
  #23 = Utf8               Ljava/lang/String;
  #24 = Utf8               s2
  #25 = Utf8               s3
  #26 = Utf8               s4
  #27 = Utf8               s5
  #28 = Utf8               SourceFile
  #29 = Utf8               Demo3.java
  #30 = NameAndType        #11:#12        // "<init>":()V
  #31 = Utf8               a
  #32 = Utf8               b
  #33 = Utf8               ab
  #34 = Utf8               java/lang/StringBuilder
  #35 = NameAndType        #39:#40        // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #36 = NameAndType        #41:#42        // toString:()Ljava/lang/String;
  #37 = Utf8               com/tzd/Demo3
  #38 = Utf8               java/lang/Object
  #39 = Utf8               append
  #40 = Utf8               (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #41 = Utf8               toString
  #42 = Utf8               ()Ljava/lang/String;
{
  public com.tzd.Demo3();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 7: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/tzd/Demo3;

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=6, args_size=1
         0: ldc           #2                  // String a
         2: astore_1
         3: ldc           #3                  // String b
         5: astore_2
         6: ldc           #4                  // String ab
         8: astore_3
         9: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
        12: dup
        13: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
        16: aload_1
        17: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        20: aload_2
        21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        24: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
        27: astore        4
        29: ldc           #4                  // String ab
        31: astore        5
        33: return
      LineNumberTable:
        line 10: 0
        line 11: 3
        line 12: 6
        line 13: 9
        line 14: 29
        line 16: 33
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      34     0  args   [Ljava/lang/String;
            3      31     1    s1   Ljava/lang/String;
            6      28     2    s2   Ljava/lang/String;
            9      25     3    s3   Ljava/lang/String;
           29       5     4    s4   Ljava/lang/String;
           33       1     5    s5   Ljava/lang/String;
}
SourceFile: "Demo3.java"

Process finished with exit code 0

StringTable特性

  • 常量池中的字符串仅是符号，第一次用到时才变为对象

  • 利用串池的机制，来避免重复创建字符串对象

  • 字符串变量拼接的原理是StringBuilder【1.8】

  • 字符串常量拼接的原理是编译期优化

  • 可以使用Intern方法，主动将串池中还没有的字符串对象放入串池

    • 1.8将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有则放入串池，会把串池的对象返回。
    • 1.6将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有会把此对象复制一份，放入串池，会把串池中的对象返回。
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    package com.tzd;

    /**
     * @author tianzedeng
     * @date 2022/4/25 - 17:09
     */
    public class Demo4 {

        //["a","b","ab"]常量池中
        public static void main(String[] args) {
            String s = new String("a") + new String("b");//new String("ab")
            //堆 new String("a")  new String("b") new String("ab")
            String s2 = s.intern();//将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则不会放入，如果没有则放入串池，会把串池中的对象返回

            System.out.println(s2 == "ab");//true
            System.out.println(s == "ab");//true
        }

    }
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    E:\Java\jdk1.8.0_66\bin\javap.exe -verbose com.tzd.Demo4
    Classfile /G:/jvm/out/production/jvm/com/tzd/Demo4.class
      Last modified 2022-4-25; size 921 bytes
      MD5 checksum 2fb9c3469df09bca2ff3346b40c872b7
      Compiled from "Demo4.java"
    public class com.tzd.Demo4
      minor version: 0
      major version: 52
      flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
    Constant pool:
       #1 = Methodref          #15.#36        // java/lang/Object."<init>":()V
       #2 = Class              #37            // java/lang/StringBuilder
       #3 = Methodref          #2.#36         // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
       #4 = Class              #38            // java/lang/String
       #5 = String             #39            // a
       #6 = Methodref          #4.#40         // java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
       #7 = Methodref          #2.#41         // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
       #8 = String             #42            // b
       #9 = Methodref          #2.#43         // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      #10 = Methodref          #4.#44         // java/lang/String.intern:()Ljava/lang/String;
      #11 = Fieldref           #45.#46        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      #12 = String             #47            // ab
      #13 = Methodref          #48.#49        // java/io/PrintStream.println:(Z)V
      #14 = Class              #50            // com/tzd/Demo4
      #15 = Class              #51            // java/lang/Object
      #16 = Utf8               <init>
      #17 = Utf8               ()V
      #18 = Utf8               Code
      #19 = Utf8               LineNumberTable
      #20 = Utf8               LocalVariableTable
      #21 = Utf8               this
      #22 = Utf8               Lcom/tzd/Demo4;
      #23 = Utf8               main
      #24 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
      #25 = Utf8               args
      #26 = Utf8               [Ljava/lang/String;
      #27 = Utf8               s
      #28 = Utf8               Ljava/lang/String;
      #29 = Utf8               s2
      #30 = Utf8               StackMapTable
      #31 = Class              #26            // "[Ljava/lang/String;"
      #32 = Class              #38            // java/lang/String
      #33 = Class              #52            // java/io/PrintStream
      #34 = Utf8               SourceFile
      #35 = Utf8               Demo4.java
      #36 = NameAndType        #16:#17        // "<init>":()V
      #37 = Utf8               java/lang/StringBuilder
      #38 = Utf8               java/lang/String
      #39 = Utf8               a
      #40 = NameAndType        #16:#53        // "<init>":(Ljava/lang/String;)V
      #41 = NameAndType        #54:#55        // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      #42 = Utf8               b
      #43 = NameAndType        #56:#57        // toString:()Ljava/lang/String;
      #44 = NameAndType        #58:#57        // intern:()Ljava/lang/String;
      #45 = Class              #59            // java/lang/System
      #46 = NameAndType        #60:#61        // out:Ljava/io/PrintStream;
      #47 = Utf8               ab
      #48 = Class              #52            // java/io/PrintStream
      #49 = NameAndType        #62:#63        // println:(Z)V
      #50 = Utf8               com/tzd/Demo4
      #51 = Utf8               java/lang/Object
      #52 = Utf8               java/io/PrintStream
      #53 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
      #54 = Utf8               append
      #55 = Utf8               (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      #56 = Utf8               toString
      #57 = Utf8               ()Ljava/lang/String;
      #58 = Utf8               intern
      #59 = Utf8               java/lang/System
      #60 = Utf8               out
      #61 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
      #62 = Utf8               println
      #63 = Utf8               (Z)V
    {
      public com.tzd.Demo4();
        descriptor: ()V
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
             4: return
          LineNumberTable:
            line 7: 0
          LocalVariableTable:
            Start  Length  Slot  Name   Signature
                0       5     0  this   Lcom/tzd/Demo4;

      public static void main(java.lang.String[]);
        descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
        Code:
          stack=4, locals=3, args_size=1
             0: new           #2                  // class java/lang/StringBuilder
             3: dup
             4: invokespecial #3                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
             7: new           #4                  // class java/lang/String
            10: dup
            11: ldc           #5                  // String a
            13: invokespecial #6                  // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
            16: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
            19: new           #4                  // class java/lang/String
            22: dup
            23: ldc           #8                  // String b
            25: invokespecial #6                  // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
            28: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
            31: invokevirtual #9                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
            34: astore_1
            35: aload_1
            36: invokevirtual #10                 // Method java/lang/String.intern:()Ljava/lang/String;
            39: astore_2
            40: getstatic     #11                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
            43: aload_2
            44: ldc           #12                 // String ab
            46: if_acmpne     53
            49: iconst_1
            50: goto          54
            53: iconst_0
            54: invokevirtual #13                 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
            57: return
          LineNumberTable:
            line 11: 0
            line 13: 35
            line 15: 40
            line 16: 57
          LocalVariableTable:
            Start  Length  Slot  Name   Signature
                0      58     0  args   [Ljava/lang/String;
               35      23     1     s   Ljava/lang/String;
               40      18     2    s2   Ljava/lang/String;
          StackMapTable: number_of_entries = 2
            frame_type = 255 /* full_frame */
              offset_delta = 53
              locals = [ class "[Ljava/lang/String;", class java/lang/String, class java/lang/String ]
              stack = [ class java/io/PrintStream ]
            frame_type = 255 /* full_frame */
              offset_delta = 0
              locals = [ class "[Ljava/lang/String;", class java/lang/String, class java/lang/String ]
              stack = [ class java/io/PrintStream, int ]
    }
    SourceFile: "Demo4.java"

    Process finished with exit code 0

    StringTable位置

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StringTable垃圾回收

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/25 - 20:22
 */

/**
 * 演示StringTable垃圾回收
 * -Xmx10m(堆的最大参数)  -XX:+PrintStringTableStatistics  -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc
 */
public class Demo5 {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        try {
			for (int j = 0; j <100 ; j++) {
                String.valueOf(j).intern();
                i++;
        }catch (Throwable e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println(i);
        }
    }
}
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Heap
 def new generation   total 3072K, used 1462K [0x04a00000, 0x04d50000, 0x04d50000)
  eden space 2752K,  53% used [0x04a00000, 0x04b6d9d8, 0x04cb0000)
  from space 320K,   0% used [0x04cb0000, 0x04cb0000, 0x04d00000)
  to   space 320K,   0% used [0x04d00000, 0x04d00000, 0x04d50000)
 tenured generation   total 6848K, used 0K [0x04d50000, 0x05400000, 0x05400000)
   the space 6848K,   0% used [0x04d50000, 0x04d50000, 0x04d50200, 0x05400000)
 Metaspace       used 1920K, capacity 2280K, committed 2368K, reserved 4480K
SymbolTable statistics:
Number of buckets       :     20011 =     80044 bytes, avg   4.000
Number of entries       :     12610 =    151320 bytes, avg  12.000
Number of literals      :     12610 =    548304 bytes, avg  43.482
Total footprint         :           =    779668 bytes
Average bucket size     :     0.630
Variance of bucket size :     0.628
Std. dev. of bucket size:     0.793
Maximum bucket size     :         6
StringTable statistics:
Number of buckets       :      1009 =      4036 bytes, avg   4.000
Number of entries       :      1658 =     19896 bytes, avg  12.000
Number of literals      :      1658 =    131192 bytes, avg  79.127
Total footprint         :           =    155124 bytes
Average bucket size     :     1.643
Variance of bucket size :     1.571
Std. dev. of bucket size:     1.254
Maximum bucket size     :         6

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Heap
 def new generation   total 3072K, used 1628K [0x04a00000, 0x04d50000, 0x04d50000)
  eden space 2752K,  59% used [0x04a00000, 0x04b97368, 0x04cb0000)
  from space 320K,   0% used [0x04cb0000, 0x04cb0000, 0x04d00000)
  to   space 320K,   0% used [0x04d00000, 0x04d00000, 0x04d50000)
 tenured generation   total 6848K, used 0K [0x04d50000, 0x05400000, 0x05400000)
   the space 6848K,   0% used [0x04d50000, 0x04d50000, 0x04d50200, 0x05400000)
 Metaspace       used 1991K, capacity 2280K, committed 2368K, reserved 4480K
SymbolTable statistics:
Number of buckets       :     20011 =     80044 bytes, avg   4.000
Number of entries       :     12957 =    155484 bytes, avg  12.000
Number of literals      :     12957 =    560000 bytes, avg  43.220
Total footprint         :           =    795528 bytes
Average bucket size     :     0.647
Variance of bucket size :     0.648
Std. dev. of bucket size:     0.805
Maximum bucket size     :         6
StringTable statistics:
Number of buckets       :      1009 =      4036 bytes, avg   4.000
Number of entries       :      1782 =     21384 bytes, avg  12.000
Number of literals      :      1782 =    135696 bytes, avg  76.148
Total footprint         :           =    161116 bytes
Average bucket size     :     1.766
Variance of bucket size :     1.719
Std. dev. of bucket size:     1.311
Maximum bucket size     :         6

Process finished with exit code 0

StringTable性能调优

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/25 - 20:42
 */

import java.io.*;

/**
 * -XX:StringTableSize=200000 -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:StringTableSize=20000(桶的个数)//调整参数大小
 */
public class Demo6 {

    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("linux.words"),"utf-8"))){
            String line = null;
            long start = System.nanoTime();
            while (true){
                line = reader.readLine();
                if (line == null){
                    break;
                }
                line.intern();
            }
            System.out.println("cost:" + (System.nanoTime() - start)/1000000);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

直接内存

定义

  • 常见于NIO操作，用于数据缓冲区
  • 分配回收成本较高，但读写性能高
  • 不受JVM内存回收管理

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/25 - 21:27
 */

import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 直接内存溢出
 */
public class Demo7 {

    public static final int _100Mb = 1024 * 1024 * 100;

    public static void main(String[] args) {

        List<ByteBuffer> list = new ArrayList<>();
        int i = 0;
        try {
            while (true){
                ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(_100Mb);
                list.add(byteBuffer);
                i++;
            }
        }finally {
            System.out.println(i);
        }

    }

}
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Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
	at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:658)
	at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
	at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:311)
	at com.tzd.Demo7.main(Demo7.java:25)

Process finished with exit code 1

分配和回收原理

分配内存和释放内存通过unsafe对象来管理的。并且回收需要主动调用freeMemory方法。

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Unsafe unsafe = getUnsafe();
//分配内存
long base = unsafe.allocateMemory(静态成员变量);
unsafe.setMemory(base,静态成员变量,(byte)0);
System.in.read();

//释放内存
unsafe.freeMemory(base);
System.in.read();

ByteBuffer的实现类内部，使用了Cleaner（虚引用）来监测ByteBuffer对象，一旦ByteBuffer对象被垃圾回收，那么就会由ReferenceHandler线程通过Cleaner的clean方法调用freeMemory来释放直接内存。

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/4/25 - 21:58
 */

import java.nio.ByteBuffer;

/**
 * -XX:+DisableExplicitGC  显式的
 */
public class Demo8 {

    public static int _1Gb = 1024 * 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(_1Gb);
        System.out.println("分配完毕。。。。。");
        System.in.read();
        System.out.println("开始释放。。。。。");
        byteBuffer = null;
        System.gc();//显式的垃圾回收
        System.in.read();
    }

}

5.垃圾回收

如何判断对象可以回收

引用计数法

可达性分析算法

  • Java虚拟机中的垃圾回收器采用可达性分析来探索所有存活的对象

  • 扫描堆中的对象，看是否能够沿着GC Root对象为起点的引用链找到该对象，找不到，表示可以回收

  • 哪些对象可以作为GC Root？(Eclipse Memory Analyzer工具)

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    package com.tzd;

    /**
     * @author tianzedeng
     * @date 2022/4/26 - 16:22
     */

    import java.io.IOException;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;

    /**
     * 演示GC Roots
     */

    public class Demo9 {

        public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {

            List<Object> list = new ArrayList<>();
            list.add("a");
            list.add("b");
            System.out.println(1);
            System.in.read();

            list = null;
            System.out.println(2);
            System.in.read();
            System.out.println("end..........");

        }

    }
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G:\jvm>jmap -dump:format=b,live,file=1.bin 6340
Dumping heap to G:\jvm\1.bin ...
Heap dump file created

G:\jvm>jmap -dump:format=b,live,file=2.bin 6340
Dumping heap to G:\jvm\2.bin ...
Heap dump file created

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四种引用

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  1. 强引用
    • 只有所有GC Roots对象都不通过【强引用】引用该对象，该对象才能被垃圾回收。
  2. 软引用
    • 仅有软引用引用该对象时，在垃圾回收后，内存仍不足时会再次出发垃圾回收，回收软引用对象。
    • 可以配合引用队列来释放软引用自身。
  3. 弱引用
    • 仅有弱引用引用该对象时，在垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收弱引用对象。
    • 可以配合引用队列来释放弱引用自身。
  4. 虚引用(Cleaner)
    • 必须配合引用队列使用，主要配合ByteBuffer使用，被引用对象回收时，会将虚引用入队，由Reference Handler线程调用虚引用相关方法释放直接内存。
  5. 终结器引用
    • 无需手动编码，但其内部配合引用队列使用，在垃圾回收时，终结器引用入队（被引用对象暂时没有被回收），再由Finalizer线程通过终结器引用找到被引用对象并调用它的finalize方法，第二次GC时才能被回收。

垃圾回收算法

标记清除（Mark Sweep）

  • 速度较快
  • 会造成内存碎片

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标记整理（Mark Compact）

  • 速度慢
  • 没有内存碎片

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复制（Copy）

  • 不会有内存碎片
  • 需要占双倍的内存空间

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分代垃圾回收

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  • 对象首先分配在伊甸园区域。
  • 新生代空间不足时，触发minor gc，伊甸园和from存活的对象使用copy算法复制到to中，存活的对象年龄加1，并且交换from to。
  • minor gc会引发stop the world，暂停其它用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程恢复运行。
  • 当对象寿命超过阈值时，会晋升至老年代，最大寿命是15（4bit）。
  • 当老年代空间不足，会先尝试触发minor gc，如果之后空间仍不足，那么触发full gc。STW的时间更长。

相关VM参数

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垃圾回收器

串行

  • 单线程
  • 堆内存较小，适合个人电脑

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吞吐量优先

  • 多线程

  • 堆内存较大的场景，多核cpu支持

  • 让单位时间内，STW的时间最短

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响应时间优先

  • 多线程
  • 堆内存较大的场景，多核cpu支持
  • 尽可能让单次的STW的时间最短

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Garbage First

适用场景

  • 同时注重吞吐量和低延迟，默认的暂停目标是200ms
  • 超大堆内存，会将堆划分为多个大小相等的Region
  • 整体上是标记+整理算法，两个区域之间是复制算法

相关参数

-XX:+UseG1GC

-XX:G1HeapRegionSize=size

-XX:MaxGCPauseMills=time

G1垃圾回收阶段

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Young Collection

  • 会STW

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Young Collection + Concurrent Mark(CM)

  • 在Young GC时会进行GC Root的初始标记
  • 老年代占用堆空间比例达到阈值时，进行并发标记（不会STW），由下面的JVM参数决定
  • -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=percent(默认45%)

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Mixed Collection

会对E、S、O进行全面垃圾回收

  • 最终标记(Remark)会STW
  • 拷贝存活(Evacuation)会STW
  • -XX:MaxGCPuaseMills=ms

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Full GC

  • SerialGC
    • 新生代内存不足发生的垃圾收集-minor gc
    • 老年代内存不足发生的垃圾回收-full gc
  • ParallelGC
    • 新生代内存不足发生的垃圾收集-minor gc
    • 老年代内存不足发生的垃圾回收-full gc
  • CMS
    • 新生代内存不足发生的垃圾收集-minor gc
    • 老年代内存不足
  • G1
    • 新生代内存不足发生的垃圾收集-minor gc
    • 老年代内存不足

Young Collection跨代引用

  • 新生代回收的跨代引用（老年代引用新生代）问题

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Remark

  • pre-write barrier(写屏障) + satb_mark_queue

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JDK 8u20字符串去重

  • 优点：节省大量内存
  • 缺点：略微多占用了cpu时间，新生代回收时间略微增加
  • -XX:+UseStringDeduplication
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String s1 = new String("hello");//char[]{'h','e','l','l','o'}
String s2 = new String("hello");//char[]{'h','e','l','l','o'}
  • 将所有新分配的字符串放入一个队列
  • 当新生代回收时，G1并发检查是否有字符串重复
  • 如果他们值一样，让他们引用同一个cha[]
  • 注意，与String.intern()不一样，String.intern()关注的是字符串对象，而字符串去重关注的是char[],在JVM内部，使用了不同的字符串表

JDK 8u40并发标记类卸载

所有对象都经过并发标记后，就能知道哪些类不再被使用，当一个类加载器的所有类都不再使用，则卸载它所加载的所有类。

-XX:+ClassUnloadingWithConcurrentMark默认启用

JDK 8u60回收巨型对象

  • 一个对象大于region的一半时，称之为巨型对象
  • G1不会对巨型对象拷贝
  • 回收时会被优先考虑
  • G1会跟踪老年代所有incoming引用，这样老年代incoming引用为0的巨型对象就可以在新生代垃圾回收时处理掉

JDK 9并发标记起始时间的调整

  • 并发标记必须在堆空间占满前完成，否则退化为FullGC
  • JDK 9之前需要使用-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent
  • JDK 9可以动态调整
    • -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent用来设置初始值
    • 进行数据采样并动态调整
    • 总会添加一个安全的空档时间

垃圾回收调优

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//查看虚拟机运行参数
"E:\Java\jdk1.8.0_66\bin\java" -XX:+PrintFlagsFinal -version | findstr "GC"

如下信息： 

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 uintx AdaptiveSizeMajorGCDecayTimeScale         = 10                                  {product}
    uintx AutoGCSelectPauseMillis                   = 5000                                {product}
     bool BindGCTaskThreadsToCPUs                   = false                               {product}
    uintx CMSFullGCsBeforeCompaction                = 0                                   {product}
    uintx ConcGCThreads                             = 0                                   {product}
     bool DisableExplicitGC                         = false                               {product}
     bool ExplicitGCInvokesConcurrent               = false                               {product}
     bool ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses  = false                               {product}
    uintx G1MixedGCCountTarget                      = 8                                   {product}
    uintx GCDrainStackTargetSize                    = 64                                  {product}
    uintx GCHeapFreeLimit                           = 2                                   {product}
    uintx GCLockerEdenExpansionPercent              = 5                                   {product}
     bool GCLockerInvokesConcurrent                 = false                               {product}
    uintx GCLogFileSize                             = 8192                                {product}
    uintx GCPauseIntervalMillis                     = 0                                   {product}
    uintx GCTaskTimeStampEntries                    = 200                                 {product}
    uintx GCTimeLimit                               = 98                                  {product}
    uintx GCTimeRatio                               = 99                                  {product}
     bool HeapDumpAfterFullGC                       = false                               {manageable}
     bool HeapDumpBeforeFullGC                      = false                               {manageable}
    uintx HeapSizePerGCThread                       = 67108864                            {product}
    uintx MaxGCMinorPauseMillis                     = 4294967295                          {product}
    uintx MaxGCPauseMillis                          = 4294967295                          {product}
    uintx NumberOfGCLogFiles                        = 0                                   {product}
     intx ParGCArrayScanChunk                       = 50                                  {product}
    uintx ParGCDesiredObjsFromOverflowList          = 20                                  {product}
     bool ParGCTrimOverflow                         = true                                {product}
     bool ParGCUseLocalOverflow                     = false                               {product}
    uintx ParallelGCBufferWastePct                  = 10                                  {product}
    uintx ParallelGCThreads                         = 0                                   {product}
     bool ParallelGCVerbose                         = false                               {product}
     bool PrintClassHistogramAfterFullGC            = false                               {manageable}
     bool PrintClassHistogramBeforeFullGC           = false                               {manageable}
     bool PrintGC                                   = false                               {manageable}
     bool PrintGCApplicationConcurrentTime          = false                               {product}
     bool PrintGCApplicationStoppedTime             = false                               {product}
     bool PrintGCCause                              = true                                {product}
     bool PrintGCDateStamps                         = false                               {manageable}
     bool PrintGCDetails                            = false                               {manageable}
     bool PrintGCID                                 = false                               {manageable}
     bool PrintGCTaskTimeStamps                     = false                               {product}
     bool PrintGCTimeStamps                         = false                               {manageable}
     bool PrintHeapAtGC                             = false                               {product rw}
     bool PrintHeapAtGCExtended                     = false                               {product rw}
     bool PrintJNIGCStalls                          = false                               {product}
     bool PrintParallelOldGCPhaseTimes              = false                               {product}
     bool PrintReferenceGC                          = false                               {product}
     bool ScavengeBeforeFullGC                      = true                                {product}
     bool TraceDynamicGCThreads                     = false                               {product}
     bool TraceParallelOldGCTasks                   = false                               {product}
     bool UseAdaptiveGCBoundary                     = false                               {product}
     bool UseAdaptiveSizeDecayMajorGCCost           = true                                {product}
     bool UseAdaptiveSizePolicyWithSystemGC         = false                               {product}
     bool UseAutoGCSelectPolicy                     = false                               {product}
     bool UseConcMarkSweepGC                        = false                               {product}
     bool UseDynamicNumberOfGCThreads               = false                               {product}
     bool UseG1GC                                   = false                               {product}
     bool UseGCLogFileRotation                      = false                               {product}
     bool UseGCOverheadLimit                        = true                                {product}
     bool UseGCTaskAffinity                         = false                               {product}
     bool UseMaximumCompactionOnSystemGC            = true                                {product}
     bool UseParNewGC                               = false                               {product}
     bool UseParallelGC                             = false                               {product}
     bool UseParallelOldGC                          = false                               {product}
     bool UseSerialGC                               = false                               {product}
java version "1.8.0_66"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_66-b17)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 25.66-b17, mixed mode)

调优领域

  • 内存
  • 锁竞争
  • cpu竞争
  • IO

确定目标

  • 【低延迟】还是【高吞吐量】，选择合适的回收器
  • CMS，G1，ZGC（低延迟）
  • ParallelGC（高吞吐量）
  • Zing

最快的GC是不发生GC

  • 查看FullGC前后的内存占用，考虑下面几个问题
  • 数据是不是太多？（resultSet = statement.executeQuery(“select * from table limit n”)）
  • 数据表示是否太臃肿？（对象图、对象大小）16 Integer 24 int 4
  • 是否存在内存泄漏？(第三方缓存实现redis，软引用，弱引用)

新生代调优

  • 新生代的特点

    所有的new操作的内存分配非常廉价

    TLAB thread-local allocation buffer

  • 死亡对象的回收代价是零

  • 大部分对象用过即死

  • Minor GC的时间远远低于Full GC

  • 新生代能容纳所有【并发量*（请求-响应）】的数据

  • 幸存区大到能保留【当前活跃对象+需要晋升对象】

  • 晋升阈值配置得当，让长时间存活对象尽快晋升

    -XX:MaxTenuringThreshold=threshold

    -XX:+PrintTenuringDistribution

    img28

老年代调优

以CMS为例

  • CMS的老年代内存越大越好
  • 先尝试不做调优，如果没有Full GC那么已经……，否则先尝试调优新生代
  • 观察发生Full GC时老年代内存占用，将老年代内存预设调大1/4~1/3
  • -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=percent

案例

  • 案例1：Full GC和Minor GC频繁
  • 案例2：请求高峰期发生Full GC，单次暂停时间特别长（CMS）
  • 案例3：老年代充裕情况下，发生Full GC（1.7）

类文件结构与字节码技术

详情见《深入理解java虚拟机》第三版。周志明。

当执行invokevirtual指令时，

  1. 先通过栈帧中的对象引用找到对象
  2. 分析对象头，找到对象的实际class
  3. class结构中有vtable，它在类加载的链接阶段就已经根据方法的重写规则生成好了
  4. 查表得到方法的具体地址
  5. 执行方法的字节码

编译期处理

  • 默认构造器
  • 自动拆装箱
  • 泛型集合取值
  • 可变参数
  • foreach循环
  • switch字符串
  • switch枚举
  • 枚举类
  • try-with-resources
  • 方法重写时的桥接方法
  • 匿名内部类

类加载阶段

加载

将字节码载入方法区中，内部采用C++的InstanceKlass描述Java类，它的重要field有：

  • _java_mirror即java的类镜像，例如对String来说，就是String.class，作用就是把Klass暴露给java使用
  • _super即父类
  • _fields即成员变量
  • _methods即方法
  • _constants即常量池
  • _class_loader即类加载器
  • _vtable虚方法表
  • _itable接口方法表

如果这个类还有父类没有加载，先加载父类。

加载和链接可能是交替运行的。

注意：

  • instanceKlass这样的【元数据】是存储在方法区（1.8后的元空间内），但_java_mirror是存储在堆中。
  • 可以通过前面介绍的HSDB工具查看

img29

链接

  • 验证：验证类是否符合JVM规范，安全性检查。用UE等支持二进制的编辑器修改HelloWorld.class的魔数，在控制台运行。

img30

  • 准备：为static变量分配空间，设置默认值
    • static变量在JDK7之前存储在InstanceKlass末尾，从JDK7开始，存储在_java_mirror末尾
    • static变量分配空间和赋值是两个步骤，分配空间在准备阶段完成，赋值在初始化阶段完成
    • 如果static变量是final的基本类型以及字符串常量，那么编译阶段值就确定了，赋值在准备阶段完成
    • 如果static变量是final的，但属于引用类型，那么赋值也会在初始化阶段完成
  • 解析：将常量池中的符号引用解析为直接引用

img31

初始化

()v方法

初始化即调用()v，虚拟机会保证这个类的构造方法的线程安全

发生的时机

概括的说，类初始化是懒惰的

  • main方法所在的类，总会被首先初始化
  • 首次访问这个类的静态变量或静态方法时
  • 子类初始化，如果父类还没初始化，会引发
  • 子类访问父类的静态变量，只会触发父类的初始化
  • Class.forName
  • new会导致初始化

不会初始化的情况

  • 访问类的static final静态常量（基本类型和字符串）不会触发初始化
  • 类对象.class不会触发初始化
  • 创建类的数组不会触发初始化
  • 类加载器的loadClass方法
  • Class.forName的参数2为false时
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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/5/6 - 16:49
 */
public class Demo10 {

    static{
        System.out.println("main init");
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{
        /**
         * 不会触发初始化
         */
        //静态常量不会触发初始化
        System.out.println(B.b);
        //类对象.class不会触发初始化
        System.out.println(B.class);
        //创建该类的数组不会触发初始化
        System.out.println(new B[0]);
        //不会初始化类B，但会加载B、A
        ClassLoader c1 = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        c1.loadClass("cn.itcast.jvm.t3.load.B");
        //不会初始化类B，但会加载B、A
        ClassLoader c2 = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        Class.forName("cn.itcast.jvm.t3.load.B",false,c2);

        /**
         * 触发初始化
         */
        //首次访问这个类的静态变量或静态方法时
        System.out.println(A.a);
        //子类初始化，如果父类还没有初始化，会触发
        System.out.println(B.c);
        //子类访问父类静态变量，只触发父类初始化
        System.out.println(B.a);
        //会初始化类B，并先初始化A
        Class.forName("cn.itcast.jvm.t3.load.B");
    }

}

class A{
    static int a = 0;
    static {
        System.out.println("a init");
    }
}

class B extends A{
    final static double b = 5.0;
    static boolean c = false;
    static {
        System.out.println("b init");
    }
}

练习

从字节码分析，使用a，b，c这三个常量是否会导致E初始化

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/5/6 - 17:12
 */
public class Demo11 {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(E.a);//不会导致E初始化
        System.out.println(E.b);//不会导致E初始化
        System.out.println(E.c);//会导致E初始化
    }

}

class E{
    public static final int a = 10;
    public static final String b = "hello";
    public static final Integer c = 20;//包装类型，Integer.valueOf(20)
    static {
        System.out.println("init E");
    }
}
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public static final int a;
   descriptor: I
   flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
   ConstantValue: int 10

 public static final java.lang.String b;
   descriptor: Ljava/lang/String;
   flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
   ConstantValue: String hello

 public static final java.lang.Integer c;
   descriptor: Ljava/lang/Integer;
   flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
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 static {};
    descriptor: ()V
    flags: ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=0, args_size=0
         0: bipush        20
         2: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
         5: putstatic     #3                  // Field c:Ljava/lang/Integer;
         8: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        11: ldc           #5                  // String init E
        13: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        16: return
      LineNumberTable:
        line 20: 0
        line 22: 8
        line 23: 16
}

典型应用-完成懒惰初始化单例模式

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package com.tzd;

/**
 * @author tianzedeng
 * @date 2022/5/6 - 17:24
 */
public class Demo12 {

    public static void main(String[] args) {
        //Singleton.test();
        Singleton.getInstance();
    }

}

class Singleton{

    public static void test(){
        System.out.println("test");
    }

    private Singleton(){}

    private static class LazyHolder{
        private static Singleton SINGLETON = new Singleton();
        static {
            System.out.println("lazy holder init");
        }
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return LazyHolder.SINGLETON;
    }
}

类加载器

img32

启动类加载器

用BootStrap类加载器加载类：

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public class F{
	static{
		System.out.println("bootstrap F init");
	}
}

执行：

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public class Demo{
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{
		Class<?> aClass = Class.forName("包名.F");
		System.out.println(aClass.getClassLoader());
	}
}

输出：

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bootstrap F init
null

扩展类加载器

使用Extension加载器加载类：

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public class G{
	static{
		System.out.println("classpath G init");
	}
}

执行：

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public class Demo{
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{
		Class<?> aClass = Class.forName("包名.G");
		System.out.println(aClass.getClassLoader());
	}
}

输出：

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classpath G init
sun misc Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

双亲委派模式

所谓双亲委派，就是指调用类加载器的loadClass方法时，查找类的规则

注意：这里的双亲，翻译为上级似乎更为合适，因为它们并没有继承关系

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protected Class<?> loadClass(String name,boolean resolve) 
         throws ClassNotFoundException{
    synchronized(getClassLoadingLock(name)){
        //1.检查该类是否已经加载
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if(c == null){
            long t0 = System.nanoTime();
            try{
                if(parent != null){
                    //2.有上级的话，委派上级loadClass
                    c = parent.loadClass(name,false);
                }else{
                    //3.如果没有上级了（ExtClassLoader）,则委派BootstrapClassLoader
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            }catch(ClassNotFoundException e){
            }
            if(c == null){
                long t1 = System.nanoTime();
                //4.每一层找不到，调用findClass方法（每个类加载器自己扩展）来加载
                c = findClass(name);
                //5.记录耗时
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1-t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
            }
        }
        if(resolve){
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

线程上下文类加载器

我们在使用JDBC时，都需要加载Driver驱动，不知道你注意没有，不写

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Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

也可以让com.mysql.jdbc.Driver正确加载。为什么？

追踪源码：

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public class DriverManager{
    //注册驱动的集合
    private final static CopyOnWriteArrayList<DriverInfo> registeredDrivers
        = new CopyOnWriteArrayList<>();
    
    //初始化驱动
    static{
        loadInitialDriver();
        println("JDBC DriverManager initialized");
    }
}

先不看别的，看看DriverManager的类加载器：

1
System.out.println(DriverManager.class.getClassLoader());

打印null，表示它的类加载器是Bootstrap ClassLoader，会到JAVA_HOME/jre/lib下搜索类，但JAVA_HOME/jre/lib下显然没有mysql-connector-java-版本号.jar包，那么，在DriverManager的静态代码块中，怎么能正确加载com.mysql.jdbc.Driver?——-打破双亲委派机制

继续看loadInitialDrivers()方法：

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private static void loadInitialDrivers(){
    String drivers;
    try{
        drivers = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<String>(){
           public String run(){
               return System.getProperty("jdbc.Driver");
           } 
        });
    }catch(Exception ex){
        drivers = null;
    }
    //1.使用ServiceLoader机制加载驱动，即SPI
    AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>(){
       public void run(){
           ServiceLoader<Driver> loadDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
           Iterator<Driver> driverIterator = loadedDrivers.iterator();
           try{
               while(driversIterator.hasNext()){
                   driversIterator.next();
               }
           }catch(){
               //Do nothing
           }
           return null;
       } 
    });
    println("DriverManager.initialize:jdbc.drivers = " + drivers);
    
    //2.使用jdbc.drivers定义驱动名加载驱动
    if(drivers == null || drivers.equals("")){
        return;
    }
    String[] driversList = drivers.split(":");
    println("number of Drivers:" + driversList.length);
    for(String aDriver:driversList){
        try{
            println("DriverManager.Initialize: loading" + aDriver);
            //这里的ClassLoader.getSystemClassLoader()就是应用程序类加载器
            Class.forName(aDriver,true,ClassLoader.getSystemClassLoader());
        }catch(Exception ex){
            println("DriverManager.Initialize: load failed:" + ex);
        }
    }
}

自定义类加载器

什么时候需要自定义类加载器？

  • 想加载菲classpath随意路径中的文件
  • 都是通过接口来使用实现，希望解耦时，常用在框架设计
  • 这些类希望予以隔离，不同应用的同名类都可以加载，不冲突，常见于tomcat容器

步骤：

  1. 继承ClassLoader父类
  2. 要遵循双亲委派机制，重写findClass方法。注意不是重写loadClass方法，否则不会走双亲委派机制
  3. 读取类文件的字节码
  4. 调用父类的defineClass方法来加载类
  5. 使用者调用该类加载器的loadClass方法

6.内存模型

java内存模型（Java Memory Model）

JMM定义了一套在多线程读写共享数据时（成员变量、数组）时，对数据的可见性、有序性、和原子性的规则和保障。

原子性

问题提出：两个线程对初始值为0的静态变量一个做自增，一个做自减，各做5000次，结果是0吗？

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public class Demo{
    static int i = 0;
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread t1 = new Thread(() - > {
           for(int j = 0;j < 5000;j++){
               i++;
           } 
        });
        
        Thread t2 = new Thread(() - > {
           for(int j = 0;j < 5000;j++){
               i--;
           } 
        });
        t1.start();
        t2.start();
        
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println(i);
    }
}

问题分析

以上结果可能是正数、负数、零，为什么？因为java中对静态变量的自增，自减并不是原子操作。

例如，对于i++而言（i是静态变量），实际会产生如下的JVM字节码指令：

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getstatic	i	//获取静态变量i的值
iconst_1		//准备常量1
iadd			//自增
putstatic	i	//将修改后的值存入静态变量i

而对应i–也是类似：

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getstatic	i	//获取静态变量i的值
iconst_1		//准备常量1
isub			//自减

而java的内存模型如下，完成静态变量的自增，自减需要在主存和线程内存中进行数据交换：

img33

如果是单线程以上8行代码是顺序执行（不会交错）没有问题：

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//假设i的初始值为0
getstatic	i	//线程1-获取静态变量i的值 线程内i=0
iconst_1		//线程1-准备常量1
iadd			//线程1-自增 线程内i=1
putstatic	i	//线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=1
getstatic	i	//线程1-获取静态变量i的值 线程内i=1
iconst_1		//准备常量1
isub			//线程1-自减 线程内i=0
putstatic	i	//线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=0

但多线程下这8行代码可能出现交错运行

出现负数的情况：

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//假设i的初始值为0
getstatic	i	//线程1-获取静态变量i的值 线程内i=0
getstatic	i	//线程2-获取静态变量i的值 线程内i=0
iconst_1		//线程1-准备常量1
iadd			//线程1-自增 线程内i=1
putstatic	i	//线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=1
iconst_1		//线程2-准备常量1
isub			//线程2-自减 线程内i=-1
putstatic	i	//线程2-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=-1

出现正数的情况：

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//假设i的初始值为0
getstatic	i	//线程1-获取静态变量i的值 线程内i=0
getstatic	i	//线程2-获取静态变量i的值 线程内i=0
iconst_1		//线程1-准备常量1
iadd			//线程1-自增 线程内i=1
iconst_1		//线程2-准备常量1
isub			//线程2-自减 线程内i=-1
putstatic	i	//线程2-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=-1
putstatic	i	//线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=1

解决方法

synchronized（同步关键字）

语法

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synchronized(对象){
    要作为原子操作代码
}

用synchronized解决并发问题：

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public class Demo{
    static int i = 0;
    static Object obj = new Object();
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread t1 = new Thread(() - > {
           for(int j = 0;j < 5000;j++){
               synchronized(obj){
                   i++;
               }
           } 
        });
        
        Thread t2 = new Thread(() - > {
           for(int j = 0;j < 5000;j++){
               synchronized(obj){
                   i--;
               }
           } 
        });
        t1.start();
        t2.start();
        
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println(i);
    }
}

运行结果为：0

可见性

退不出的循环

先看一个现象，main线程对run变量的修改对于t线程不可见，导致了t线程无法停止：

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static boolean run = true;

public static void main(String[] args){
    Thread t = new Thread(() - >{
        while(run){
            //.....
        }
    } );
    t.start();
    
    Thread.sleep(1000);
    run = false;//线程t不会如预想的停下来
}

分析：

  1. 初始状态，t线程刚开始从主内存读取了run的值到工作内存。

    img34

  2. 因为t线程要频繁从主内存中读取run的值，JIT编译器会将run的值缓存至自己工作内存中的高速缓存中，减少对主存中run的访问，提高效率。

    img35

  3. 1秒后，main线程修改了run的值，并同步至主存，而t是从自己工作内存中的高速缓存中读取这个变量的值，结果永远是旧值。

    img36

解决方法

volatile（易变关键字）

它可以用来修饰成员变量和静态成员变量，可以避免线程从自己的工作缓存中查找变量的值，必须到主存中获取它的值，线程操作volatile变量都是直接操作主存。

可见性

前面的例子体现的实际上就是可见性，它保证的是在多个线程之间，一个线程对volatile变量的修改对另一个线程可见，不能保证原子性，仅用在一个写线程，多个读线程情况：

上个例子从字节码理解是这样的：

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getstatic	run	//线程t获取run true
getstatic	run	//线程t获取run true
getstatic	run	//线程t获取run true
getstatic	run	//线程t获取run true
getstatic	run	//线程main修改run为false，仅此一次
getstatic	run	//线程t获取run false

比较一下之前的两个线程i++和i–

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//假设i的初始值为0
getstatic	i	//线程1-获取静态变量i的值 线程内i=0
getstatic	i	//线程2-获取静态变量i的值 线程内i=0
iconst_1		//线程1-准备常量1
iadd			//线程1-自增 线程内i=1
putstatic	i	//线程1-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=1
iconst_1		//线程2-准备常量1
isub			//线程2-自减 线程内i=-1
putstatic	i	//线程2-将修改后的值存入静态变量i 静态变量i=-1

注意：synchronized语句块既可以保证代码块的原子性，也同时保证代码块内变量的可见性，但缺点是synchronized是属于重量级操作，性能相对较低。

有序性

诡异的结果

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int num = 0;
boolean ready = false;

//线程1执行此方法
public void actor1(I_Result r){
    if(ready){
        r.r1 = num + num;
    }else{
        r.r1 = 1;
    }
}

//线程2执行此方法
public void actor2(I_Result r){
    num = 2;
    ready = true;
}

I_Result是一个对象，有一个属性r1用来保存结果，可能的结果有几种？

情况1：线程1先执行，这时ready = false，所以进入else分支结果为1；

情况2：线程2先执行num = 2，但是没来得及执行ready = true，线程1执行，还是进入else分支，结果为1；

情况3：线程2执行到ready = true，线程1执行，这回进入if分支，结果为4（因为num已经执行过了）；

情况4：线程2执行ready = true，切换到线程1，进入if分支，相加为0，再切回线程2执行num = 2。

这种现象叫做指令重排，是JIT编译器在运行时的一些优化，这个现象需要大量测试才能复现。

解决方法(volatile修饰)

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@JCStressTest
@Outcome(id = {"1","4"},expect = Expect.ACCEPTABLE,desc = "ok")
@Outcome(id = "0",expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING,desc = "!!!!")
@State
public class ConcurrentTest{
	int num = 0;
	volatile boolean ready = false;

	//线程1执行此方法
    @Actor
	public void actor1(I_Result r){
    	if(ready){
        	r.r1 = num + num;
    	}else{
        	r.r1 = 1;
    	}
	}

	//线程2执行此方法
    @Actor
	public void actor2(I_Result r){
    	num = 2;
    	ready = true;
	}
}

执行

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mvn clean install
java -jar target/jcstress.jar

会输出我们感兴趣的结果，摘录其中一次结果：

img37

有序性理解

指令重排—>double-checked locking

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public final class Singleton{
    private Singleton(){}
    private static Singleton INSTANCE = null;
    public static Singleton getInstance(){
        //实例没创建，才会进入内部的synchronized代码块
        if（INSTANCE == null）{
            synchronized(Singleton.class){
                //也许有其它线程已经创建实例，所以再判断一次
                if(INSATNCE == null){
                    INSTANCE = new Sinleton();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

以上实现特点是：

  • 懒惰实例化
  • 首次使用getInstance()才使用synchronized加锁，后续使用时无需加锁

但在多线程环境下，上面的代码是有问题的，INSTANCE = new Singleton()对应的字节码为：

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0：new			#2
3：dup
4：invokespecial	#3
7：putstatic		#4

happens-before

happens-before规定了哪些写操作对其他线程的读操作性可见，它是可见性与有序性的一套规则总结：

  • 线程解锁m之前对变量的写，对于接下来对m加锁的其它线程对该变量的读可见
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static int x;
static Object m = new Object();

new Thread(() - > {
    synchronized(m){
        x = 10;
    }
},"t1").start();

new Thread(() - > {
    synchronized(m){
        System.out.println(x);
    }
},"t2").start();
  • 线程对volatile变量的写，对接下来其它线程对该变量的读可见
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volatile static int x;

new Thread(() - >{
    x = 10;
},"t1").start();

new Thread(() - >{
    System.out.println(x);
},"t2").start();
  • 线程start前对变量的写，对该线程开始后对该变量的读可见
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static int x;

x = 10;

new Thread(() - > {
    System.out.println(x);
},"t2").start();
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static int x;

x = 10;

new Thread(()->{
    System.out.println(x);
},"t2").start();
  • 线程结束前对变量的写，对其它线程得知它结束后的读可见（比如其它线程调用t1.isAlive()或t1.join()等待它结束）
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static int x;

Thread t1 = new Thread(()->{
    x = 10;
},"t1");
t1.start();

t1.join();
System.out.println(x);
  • 线程t1打断t2前对变量的写，对于其他线程得知t2被打断后对变量的读可见（通过t2.interrupted或t2.isInterrupted）
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static int x;

public static void main(String[] args){
    Thread t2 = new Thread(()->{
        while(true){
            if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
                System.out.prinln(x);
                break;
            }
        }
    },"t2");
    t2.start();
    
    new Thread(()->{
        try{
            Thread.sleep(1000);
        }catch(InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        x = 10;
        t2.interrupt();
    },"t1").start();
    
    while(!t2.isInterrupted()){
        Thread.yield();
    }
    System.out.println(x);
}

CAS与原子类

CAS

CAS即Compare and Swap，它体现的一种乐观锁的思想，比如多个线程要对一个共享的整型变量执行+1操作：

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//需要不断尝试
while(true){
    int 旧值 = 共享变量；//比如拿到当前值0
    int 结果 = 旧值 + 1；//在旧值0的基础上增加1，正确结果是1
    
    /*
    这时候如果别的线程把共享变量改成了5，本线程的正确结果就作废了，这时候
    CAS返回false，重新尝试，知道：
    CAS返回true，表示本线程做修改的同时，别的线程没有干扰
    */
    if(compareAndSwap(旧值，结果)){
        //成功，退出循环
    }
}

获取共享变量时，为了保证该变量的可见性，需要使用volatile修饰。结合CAS和volatile可以实现无锁并发，使用于竞争不激烈，多核CPU的场景下。

  • 因为没有使用synchronized，所以线程不会陷入阻塞，这是效率提升的原因
  • 但如果竞争激烈，可以想到重试必须频繁发生，反而效率会受影响

CAS底层依赖于一个Unsafe类来直接调用操作系统底层的CAS指令，下面是直接使用Unsafe对象进行线程安全保护的例子。

乐观锁与悲观锁

  • CAS是基于乐观锁思想：最乐观的估计，不怕别的线程来修改共享变量，就算改了也没关系，重试就好了。
  • synchronized是基于悲观锁的思想：最悲观的估计，得防着其它线程来修改共享变量，我上了锁你们都别想改，我改完了解开锁，你们才有机会。

原子操作类

7.synchronized优化

Java HotSpot虚拟机中，每个对象都有对象头（包括class指针和Mark World）。Mark World平时存储这个对象的哈希码、分带年龄，当加锁时，这些信息就根据情况被替代为标记位、线程锁记录指针、重量级锁指针、线程ID等内容。

轻量级锁

如果一个对象虽然有多线程访问，但多线程访问的时间是错开的（也就是没有竞争），那么可以使用轻量级锁来优化。这就好比：

学生（线程A）用课本占座，上了半节课，出门了（CPU时间到），回来一看，发现课本没变，说明没有竞争，继续上他的课。

如果这期间有其它学生（线程B）来了，会告知（线程A）有并发访问，线程A随即升级为重量级锁，进入重量级锁流程。

而重量级锁就不是那么用课本占座那么简单了，可以想象线程A走之前，把座位用一个铁栅栏围起来

假设有两个方法同步块，利用同一个对象加锁

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static Object obj = new Object();
public static void method1(){
    synchronized(obj){
        //同步块A
        method2();
    }
}
public static void method2(){
    synchronized(obj){
        //同步块B
    }
}

每个线程的栈帧都会包含一个锁记录的结构，内部可以存储锁定对象的Mark World。

img38

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锁膨胀

如果在尝试加轻量级锁的过程中，CAS操作无法成功，这时一种情况就是有其它线程为此对象加上了轻量级锁（有竞争），这时需要进行锁膨胀，将轻量级锁变成重量级锁。

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static Object obj = new Object();
public static void method1(){
    synchronized(obj){
        //同步块
    }
}

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重量锁

重量级锁竞争的时候，还可以使用自旋来进行优化，如果当前线程自旋成功（即这个时候锁线程已经退出了同步块，释放了锁），这时当前线程就可以避免阻塞。

在Java6之后自旋锁是自适应的，比如对象刚刚的一次自旋操作成功过，那么认为这次自旋成功的可能性会高，就多自旋几次；反之，就少自旋甚至不自旋，总之，比较智能。

  • 自旋会占用CPU时间，单核CPU自旋就是浪费，多核CPU自旋才能发挥优势。
  • 好比等红灯时汽车是不是熄火，不熄火相当于自旋（等待时间短了划算），熄火相当于阻塞（等待时间长了划算）
  • Java7之后不能控制是否开启自旋功能

自旋重试成功的情况

img42

自旋重试失败的情况

img43

偏向锁

轻量级锁在没有竞争时（就自己这个线程），每次重入仍然需要执行CAS操作。Java6中引入了偏向锁来做进一步优化：只有第一次使用CAS将线程ID设置到对象的Mark World头，之后发现这个线程ID是自己的就表示没有竞争，不用重新使用CAS。

  • 撤销偏向需要将持锁线程升级为轻量级锁，这个过程中所有的线程需要暂停（STW）
  • 访问对象的hashCode也会撤销偏向锁
  • 如果对象虽然被多个线程访问，但没有竞争，这时偏向了线程T1的对象仍有机会重新偏向T2，之后重置对象的线程ID
  • 撤销偏向和重偏向都是批量进行的，以类为单位
  • 如果撤销偏向到达某个阈值，整个类的所有对象都会变为不可偏向的
  • 可以主动使用-XX：-UseBiasedLocking禁用偏向锁

假设有两个方法同步块，利用同一对象加锁

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static Object obj = new Object();
public static void method1(){
    synchronized(obj){
        //同步块A
        method2();
    }
}
public static void method2(){
    synchronized(obj){
        //同步块B
    }
}

其它优化

  1. 减少上锁时间

    同步代码块中尽量短

  2. 减少锁的粒度

    将一个锁拆分为多个锁提高并发度，例如：

    • ConcurrentHashMap
    • LongAdder分为base和cells两部分。没有并发争用的时候或是cells数组正在初始化的时候，会使用CAS来累加值到base，有并发争用，会初始化cells数组，数组有多少个cell，就允许有多少个线程并行修改，最后将数组中每个cells累加，再加上base就是最终的值。
    • LinkedBlockingQueue入队和出队使用不同的锁，相对于LinkedBlockingArray只有一个锁效率要高。

  3. 锁粗化

    多次循环进入同步块不如同步块内多次循环

    另外JVM可能会做如下优化，把多次append的加锁操作粗化为一次（因为都是对同一个对象加锁，没必要重入多次）

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    new StringBuffer().append("a").append("b").append("c");

  4. 锁消除

    JVM会进行代码的逃逸分析，例如某个加锁对象时方法内局部变量，不会被其它线程访问到 ，这时候就会被即时编译器忽略掉所有同步操作。

  5. 读写分离

    CopyOnWriteArrayList

    ConvOnWriteSet

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