JVM入门学习笔记——上篇：内存与垃圾回收（10-13）

10、对象的实例化内存布局与访问定位

大厂面试题

一、对象的实例化

创建对象的方式

创建对象的步骤

二、对象的内存布局

三、对象的访问定位

图示为上图。

对象访问的方式

句柄访问

好处

但是，直接指针比句柄访问效率高。

直接指针（Hotspot采用的方式）

11、直接内存（Direct Memory）

一、直接内存概述

简单理解：进程中所占的内存空间 = 堆空间 + 本地内存

12、执行引擎

一、执行引擎概述

执行引擎的工作过程

二、Java代码编译和执行的过程

三、机器码、指令、汇编语言

机器码

指令与指令集

汇编语言

高级语言

字节码

四、解释器

解释器的工作机制（或工作任务）

解释器分类

现状

五、JIT编译器

Java代码的执行分类

问题

Hotspot JVM的执行方式

案例

JIT编译器

热点代码及探测方式

方法调用计数器

回边计数器

Hotspot VM可以设置程序执行的方式

Hotspot VM中JIT的分类

C2编译器是用C++编写的。

分层编译策略

C1和C2编译器不同的优化策略

总结

Graal编译器

AOT编译器

13、StringTable

一、String的基本特性

String在jdk1.9中存储结构变更

JDK1.9前使用char数组，JDK1.9使用byte数组。

机翻：

二、String的内存分配

三、String 的基本操作

四、字符串拼接操作

例1

String s1 = "a"+"b"+"c";	//等同于"abc"
String s2 = "abc";			//"abc"一定是放在字符常量池中,将此地址赋给s2

/*最终.java编泽成.class，再执行.class
 * String s1 = "abc";
 * String s2 = "abc";
 */
 
System.out.println(s1 == s2);		//true
System.out.println(sl.equals(s2));	//true

例2

String s1 = "JavaEE";	//变量
String s2 = "hadoop";	//变量
String s3 = "JavaEEhadoop";
String s4 = "JavaEE" + "hadoop";	//编泽优化
//如果拼接符号的前后出现了变量，则相当于在堆空间中new String()，具体的内容为拼按的结果: JavaEEhadoop
String s5 = s1 + "hadoop";	//有变量，所以为new对象，在堆空间
String s6 = "JavaEE" + s2;	//有变量，所以为new对象，在堆空间
String s7 = s1 + s2;		//有变量，所以为new对象，在堆空间

System.out.println(s3 == s4);	//true
System.out.println(s3 == s5);	//false
System.out.println(s3 == s6); 	//false
System.out.println(s3 == s7);	//false
System.out.println(s5 == s6); 	//false
System.out.println(s5 == s7); 	//false
System.out.println(s6 == S7);	//false

// intern()：判断字符审常量池中是否存在JavaEEhadoop值，如果存在，则返回常量池JavaEEhadoop的地址;
//如果字符常量池中不存在JavaEEhadoop，则在常量池中加载一份 JavaEEhadoop，并返回此对象的地址
String s8 = s6.intern();

System.out.println(s3 = s8); //true

例3

String s1 = "a";	//变量
String s2 = "b";	//变量
String s3 = "ab";
/*
 * 如下的s1+s2的执行细节：
 * ① StringBuilder s = new StringBuilder();	//匿名的形式
 * ② s.append("a")
 * ③ s.append("b")
 * ④s.toString() -> 约等于 new String("ab")
 * 
 * 补充：在jdk5.0之后使用的是StringBuilder，在jdk5.0之前使用的是StringBuffer
*/
String s4 = s1 + s2;	//有变量，所以为new对象，在堆空间
System.out.println(s3 == s4);	//false

例4

final string s1 = "a";	//常量
final String s2 = "b";	//常量
String s3 = "ab";
/*
 * 1. 字符拼按操作不一定使用的是StringBuilder!
 * 如果拼按符号左右两边都是字符串常量或常量引用，则仍然使用编泽期优化，即非StringBuilder的方式。
 * 2. 针对于final修饰类、方法、基本数据类型、引用数据类型的量的结构时，能使用上final的时候建议使用上。
*/
String s4 = s1 + s2;	//都是常量，编译期优化，所以在堆空间的字符串常量池
System.out.println(s3 == s4);	//true

例5

String s1 = "JavaEEhadoop";
String s2 = "JavaEE";
String s3 = s2 + "hadoop";
System.out.println(s1 == s3);	//false

final String s4 = "JavaEE"; 	//s4为常量
String s5 = s4 + "hadoop";
System.out.println(s1 == s5);	//true

例6

/*
 * 体会执行效率：通过StringBuilder的append()的方式添加字符串的效率要远高于使用String的字符审拼接方式!
详情:
① StringBuilder的append()的方式；自始至终中只创建过一个StringBuilder的对象
使用String的字符拼接方式：创建过多个StringBuilder和String的对象
② 使用String的字符审拼接方式：内存中于创建了较多的 StringBuilder和String的对象，内存占用更大；如果进行GC，需要花费额外的时间。

因为StringBuilder的空参构造器在底层默认创建了一个长度为16的数组，当数组长度不够时，会进行扩容，创建更大容量的数组，并把原数组的值copy到新创建的数组里，那些长度不够的数组也会占有内存，所以有改进的空间。

改进空间：在实际开发中,如果基本确定要前前后后添加的字符串长度不高于某个限定值highLevel的情况下建议使用构造器
StringBuilder s = new StringBuilder(highLevel);	//new char[lhighLevel]
*/
public void method01(int highLevel){
	String src = "";
	for(int i = 0; i < highLevel; i++){
		src += "a";	//每次循环都会创建一个StringBuilder对象和一个String对象
	}
}

public void method02(int highLevel){
	//StringBuilder src = new StringBuilder();
	StringBuilder src = new StringBuilder(highLevel);	//指定底层创建的数组的长度
	for(int i = 0; i < highLevel; i++){
		src.append("a");
	}
}

五、intern()的使用

jdk6 vs jdk7/8

题1

题2

//例1
String s1 = new String("1");     //此时会去字符串常量池中创建"1"
s1.intern();     //调用此方法前，字符串常量池中已经存在"1"，所以调用此方法没有什么意义
String s2 = "1";
//s1是堆空间的String对象，而s2是堆空间字符串常量池中的"1"
System.out.println(s1 == s2);    //jdk6: false   jdk7/8: false

//----------------------------------

//例2
String s3 = new String("1") + new String("1");  //s3变量记录的地址为：new String("11")
//执行完上一行代码后，此时字符串常量池中是不存在"11"的
s3.intern();    //在字符串常量池中生成"11"
/* s3.intern()的理解：
    jdk6：在字符串常量池中创建了一个新的对象"11"，也就有了新地址（字符串常量池在方法区(永久代)中）
    jdk7/8：此时并不会在字符串常量池中创建"11"，而是创建一个指向堆空间new String("11")的地址，
            即字符串常量池中"11"其实只是一个引用，指向堆空间s3的地址（字符串常量池在堆中）
 */

String s4 = "11";   //s4变量记录的地址：为上一行代码执行后生成的"11"的地址
System.out.println(s3 == s4);   //jdk6: false   jdk7/8: true

//例2拓展
String s3 = new String("1") + new String("1");  
String s4 = "11";   //位置向上提一行，因为此时字符串常量池中没有"11"，所以会去创建"11"对象
String s5 = s3.intern();    //字符串常量池中已经有"11"了，所以返回已存在的"11"的地址
System.out.println(s3 == s4);  	//false
System.out.println(s5 == s4);  	//true

练习1

练习2

intern()的效率测试：空间角度

第一种会在堆空间new一千万个String对象，在字符串常量池中new"1"到"10"十个对象，数组引用的是这一千万的String对象。
而第二种虽然也会在堆空间new一千万个String对象，在字符串常量池中new"1"到"10"十个对象，但是，数组里是引用字符串常量池中对象的地址的，new出来的一千万个String对象也就没被引用，有些对象就会被GC，从而节省内存空间。

六、StringTable的垃圾回收

七、G1中的String去重操作

http://openjdk.java.net/jeps/192

去重是对堆空间的String对象而言的，字符串常量池中没有重复的字符串。

下一篇笔记：待更新

学习视频（p102-p133）：https://www.bilibili.com/video/BV1PJ411n7xZ?p=102