Java里五年经验以下可能都不知道的概念

时间:2020-8-30 作者:admin

这篇其实计划了好久了,一直没动力写,今天回来的稍微早了一会,总结一下几个概念。

1、标量替换

首先要搞明白什么叫标量。所谓标量就是不可以进一步分解的量,如java中基本数据类型和reference类型,相对的一个数据可以继续分解,称为聚合量。因此 如果把一个对象拆散,将其成员变量恢复到基本类型来访问就叫做标量替换。标量替换的好处是避免了对象在堆上的分配,在栈上直接创建,提高了运行效率。

2、逃逸分析

逃逸分析确定某个指针可以存储的所有地方,以及确定能否保证指针的生命周期只在当前进程或在其它线程中。离开了就说明他逃逸了。

逃逸分析包括:

  1. 全局变量赋值逃逸:变量赋值给全局变量;

  2. 方法返回值逃逸:变量作为方法的返回值;

  3. 实例引用发生逃逸:变量作为方法的入参;

  4. 线程逃逸:赋值给类变量或可以在其他线程中访问的实例变量;

    public String wrapString(String ... paramArr){
          StringBuffer sb = new StringBuffer();
          for (String string : paramArr) {
              sb.append(string+",");
          }
          return sb.toString();
      }

    上述代码中,stringBuffer变量的作用域只存在于createString方法中,不会发生逃逸,可以进行栈上分配。

3、指令重排

    在执行程序时,为了提高性能,编译器和处理器常常会对指令做重排序。重排序分3种类型:

  1. 编译器优化的重排序。编译器在不改变单线程程序语义的前提下,可以重新安排语句的执行顺序。

  2. 指令级并行的重排序。现代处理器采用了指令级并行技术(Instruction-Level Parallelism,ILP)来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性,处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。

  3. 内存系统的重排序。由于处理器使用缓存和读/写缓冲区,这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。

    double a = 3.14;   //A
    double b   = 1.0;     //B

    故在单线程情况下, A与B的指令顺序是可以重排的。

      int a = 0;
      boolean flag = false;
    
      public void writer() {
          a = 1;                   //1
          flag = true;             //2
      }
    
      public void reader() {
          if (flag) {               //3
              int i = a * a;       //4
          }
      }

    单线程的情况下 a 和 flag 重排, 执行顺序是固定的,不影响结果。指令重排的情况下,可能就会不一样的结果。

  4. volidate 可以禁止指令重排。

4、CAS

    cas是compare and swap的简称,从字面上理解就是比较并更新,简单来说:从某一内存上取值V,和预期值A进行比较,如果内存值V和预期值A的结果相等,那么我们就把新值B更新到内存,如果不相等,那么就重复上述操作直到成功为止。

    cas能解决什么问题呢?它可以解决多线程并发安全的问题,以前我们对一些多线程操作的代码都是使用synchronize关键字,来保证线程安全的问题;现在我们将cas放入到多线程环境里我们看一下它是怎么解决的,我们假设有A、B两个线程同时执行一个int值value自增的代码,并且同时获取了当前的value,我们还要假设线程B比A快了那么0.00000001s,所以B先执行,线程B执行了cas操作之后,发现当前值和预期值相符,就执行了自增操作,此时这个value = value + 1;然后A开始执行,A也执行了cas操作,但是此时value的值和它当时取到的值已经不一样了,所以此次操作失败,重新取值然后比较成功,然后将value值更新,这样两个线程进入,value值自增了两次,符合我们的预期。

可以看下AtomicInteger 类的实现。

5、GcRoot

    在gc中,从“GC Roots”对象开始向下搜索,如果一个对象到“GC Roots”没有任何引用链相连,说明此对象可以被回收。垃圾回收器回收那些不是 GC Roots 的对象并且不再被GC Roots引用的对象。

在java语言中,可作为GCRoot的对象包括以下几种:

 a. java虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中的引用的对象。

 b.方法区中的类静态属性引用的对象。

 c.方法区中的常量引用的对象。

 d.本地方法栈中JNI本地方法的引用对象。

 

总结:

上面总结了一些概念,也只是简单的介绍下,感兴趣的可以继续深入的了解下。

 

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