Java虚拟机-虚拟机栈

在前面的Java虚拟机-内存布局一文中我们简单介绍了虚拟机栈：

• java虚拟机栈是线程私有的，他与线程的声明周期同步。虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型。
• 每个方法执行都会创建一个栈帧，栈帧包含局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等。

本文将继续详细介绍虚拟机栈。

Java虚拟机-元空间

在HotSpot JVM(jvm 8以前)中，永久代中用于存放类和方法的元数据以及常量池，在Java中对应能通过反射获取到的数据，比如Class和Method。每当一个类初次被加载的时候，它的元数据都会放到永久代中。永久代是有大小限制的(启动时设置)，因此如果加载的类太多，很有可能导致永久代内存溢出(java.lang.OutOfMemoryError: PermGen)。Java 8为了解决这一问题，彻底将永久代移除出了HotSpot JVM，将其原有的数据迁移至Java Heap或Metaspace(见参考【1】)。

Java虚拟机-TLAB

因为堆是全局共享的，因此在同一时间，可能有多个线程在堆上申请空间，那么，在并发场景中，如果两个线程先后把对象引用指向了同一个内存区域，那么对象的内存分配过程就必须进行同步控制。无论是使用哪种同步方案，都会影响内存的分配效率。

而Java对象的分配是Java中的高频操作，所有，人们想到另外一个办法(TLAB)来提升效率。

Java-String和intern方法

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public class JavaStringTest {
    public static void main(String[] args){
        String str1 = "string";
        String str2 = new String("string");
        String str3 = str2.intern();

        System.out.println(str1==str2);
        System.out.println(str1==str3);

    }
}
/**
 * -------- output ----------
 * false
 * true
 */

Java虚拟机-内存布局

Java OOM Error

OOM(OutOfMemoryError)是java工程师都会了解的一种异常，实质上，OOM并不是只有一种，一共有9种不同类型的OOM：

• java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
• java.lang.OutOfMemoryError: GC Overhead limit exceeded
• java.lang.OutOfMemoryError: Permgen space
• java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
• java.lang.OutOfMemoryError: Unable to create new native thread
• java.lang.OutOfMemoryError: reason stack_trace_with_native_method
• java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
• java.lang.OutOfMemoryError: Kill process or sacrifice child
• java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory

不同的原因触发不同类型的OOM，每种OOM类型的解决方案也不同。

正则表达式速查

正则表达式是对字符串操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。

反编译分析Java枚举类型的实现

假设我们正在编写一个剪刀-布-石头游戏。我们可以使用三个任意整数（例如，0，1，2或88，128，168），三个字符串（“剪刀”，“布”，“石头”）来表示三个手势。主要缺点是我们需要检查程序中其他不可行的值（例如 3、"Rock"等）以确保正确性。

枚举是一种特殊类型，它为程序中的常量提供类型安全的实现。换句话说，我们可以声明一个类型的变量，它只接受预先定义的值。

Java注解

Annotations是一种元数据，其作用在于提供程序本身以外的一些数据信息，也就是说Annotation他不会属于程序代码本身，不参与逻辑运算，故而不会对原程序代码的操作产生直接的影响。

• 为编译器提供辅助信息 — Annotations可以为编译器提供而外信息，以便于检测错误，抑制警告等.
• 编译源代码时进行而外操作 — 软件工具可以通过处理Annotation信息来生成原代码，xml文件等等.
• 运行时处理 — 有一些annotation甚至可以在程序运行时被检测，使用.

Java 反射

反射常被用于在程序运行时检查或修改其执行行为。

为什么要使用反射

反射可以在下面几点帮助我们

• 扩展功能
  • 扩展已有类的功能，例如有些字段不支持访问或修改，可以使用反射扩展。
• 类浏览器和可视化开发
  • 类浏览器需要枚举类的成员，广泛应用于可视化开发环境
• 调试和测试工具
  • 调试器需要能够检查类的私有成员，测试工具会使用反射调用API。

反射的弊端

反射很强大，但是不要滥用，如果可以避免使用，尽量避免。当使用反射时，下面的问题需要注意。

• 性能开销
  • 反射会动态地处理对象，导致JVM的优化不能进行，因此，要避免在性能敏感地地方使用反射。
• 安全限制
  • 反射可能会与安全管理相互冲突。
• 内部资源暴露
  • 反射可以访问private方法，这可能会带来意料之外的副作用。