JVM（四）内存屏障与JVM指令

一、JVM级别内存屏障

• 这种软件层级的屏障一定是依赖于cpu硬件级别的屏障。
• 以下的屏障指的是屏障两边的操作，JVM只是一个规范，具体实现根据不同虚拟机不同。

  1. LoadLoad屏障

  2. StoreStore屏障

  3. LoadStore屏障

  4. StoreLoad屏障

二、volatile

  1. volatile实现的细节：

• ① 字节码层面：
  • 编译之后翻译为字节码；
  • 编译之后的修饰符字节码可以发现0x0040(ACC_VOLATILE)
• ② JVM层面
  • 其次是交给虚拟机层级；
  • 当虚拟机发现字节码中的0x0040，对volatile修饰的写操作上面加入StoreStoreBarrier屏障，下面加入StoreLoadBarrier屏障；读操作LoadLoadBarrier和LoadStoreBarrier：
  • 
• ③ OS和硬件层面
  • 最后交给os和硬件。
  • volatile与lock前缀指令.
  • hsdis -HotSpot Dis Assembler工具来观察汇编实现
  • windows lock指令实现

  2. synchronized实现细节

• ① 字节码界面
  • 修饰方法：ACC_SYNCHRONIZED
  • monitorenter，monitorexit，监视器监视，发现异常就会退出。
• ② JVM层面
  • c c++调用了操作系统提供的同步机制
• ③ OS和硬件层面
  • x86 cpu: lock cmpxchg / xxx
  • lock是锁住这片空间不让其他cpu更改，cmpxchg是实现的关键，cmpxchg加入了lock之后代表着条指令只能现在这个cpu更改。
  • volatile，synchronized的底层实现.
  • 

二、对象的内存布局

• 面试题：
• 答：

  1. 对象的创建过程

 观察虚拟机配置

• java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

 普通对象

• 对象头：markword 8
• ClassPointer指针：-XX:+UseCompressedClassPointers 为4字节 不开启为8字节
• 实例数据
• 引用类型：-XX:+UseCompressedOops 为4字节 不开启为8字节 Oops
• Ordinary Object Pointers
• Padding对齐，8的倍数

 数组对象

• 对象头：markword 8
• ClassPointer指针同上
• 数组长度：4字节
• 数组数据
• 对齐 8的倍数

  2. 对象在内存内的布局：

• 实验取对象大小时指针会从8字节压缩为4字节，通过-XX:+UseCompressedClassPointers启动指针压缩。
• Oops （ordinary object pointers）： -XX:+UseCompressedOops
  开启这个参数之后普通引用对象的字节也会被压缩，比如string类型。
  
• 加上对齐一共32字节

  3. 对象头具体包括什么：

• 当没有重写过hashcode，此时会根据剩余空间自动分配，此时叫identityHashCode，计算过identityHashCode后，偏向锁的状态就已经进不去了，因为前25位已经被占了。

  4.对象怎么定位：

• ① 句柄池：先引用到句柄池，句柄池中引用到真正的对象
• ② 直接引用：直接引用到真正的对象

  5.对象怎么分配：

• O是老年代。文件大的直接放入堆。