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java语言访问内存

发布时间:2022-09-23 08:45:50

『壹』 在java语言中不同数据类型的数据不能进行运算会产生编译错误吗

Java 是由 C++发展而来的,保留了 C++的大部分内容,其编程方式类似于 C++。但 Java 的句法更清晰、规模更小、更易学。Sun 公司对多种程序设计语言进行了深入研究,并摒弃了其他语言的不足之处,最终退出了 Java。正是这样,Java 从根本上解决了 C++的固有缺陷,形成了一种新的完全面向对象的语言。Java 和 C/C++的相似之处多于不同之处,有 C 基础的读者,学习 Java 会更容易。相比较而言,Java 的编程环境更为简单。

刚开始的时候我们也搞不清这些概念,不过后来就慢慢清晰了,首先和大家谈谈Java和js的区别,最简单的区别就是一个是后端,一个是前端。

1.指针

JAVA语言让编程者无法找到指针来直接访问内存无指针,并且增添了自动的内存管理功能,从而有效地防止了c/c++语言中指针操作失误,如野指针所造成的系统崩溃。但也不是说JAVA没有指针,虚拟机内部还是使用了指针,只是外人不得使用而已。这有利于Java程序的安全。

2.多重继承

c++支持多重继承,这是c++的一个特征,它允许多父类派生一个类。尽管多重继承功能很强,但使用复杂,而且会引起许多麻烦,编译程序实现它也很不容易。Java不支持多重继承,但允许一个类继承多个接口(extends+implement),实现了c++多重继承的功能,又避免了c++中的多重继承实现方式带来的诸多不便。

3.数据类型及类

Java是完全面向对象的语言,所有函数和变量部必须是类的一部分。除了基本数据类型之外,其余的都作为类对象,包括数组。对象将数据和方法结合起来,把它们封装在类中,这样每个对象都可实现自己的特点和行为。而c++允许将函数和变量定义为全局的。此外,Java中取消了c/c++中的结构和联合,消除了不必要的麻烦。

4.自动内存管理

Java程序中所有的对象都是用new操作符建立在内存堆栈上,这个操作符类似于c++的new操作符。下面的语句由一个建立了一个类Read的对象,然后调用该对象的work方法:

『贰』 为什么这么多人学Java

为什么这么多人学Java?首先,当前掌握Java编程还是比较容易实现就业的,比较常见的应用级开发岗位包括Web开发,Android开发和大数据应用开发,常见的研发级岗位包括大数据平台开发、物联网平台开发以及ERP平台开发等等,可以说目前Java的开发岗位遍布整个IT行业,Java也是应用级程序员和研发级程序员重要的开发语言。

虽然目前Python、Go等编程语言发展迅速,但是目前在生产环境下,Java语言依然是最为流行的编程语言之一,由于Java语言生态健全,同时拥有稳定的性能表现和较强的功能扩展性,所以Java语言在未来很长一段时间内,将依然是众多技术人员重要的选择。所以从就业的角度来看,目前学习Java是不错的选择。

一、为什么这么多人学Java?入门门槛低

Java入门门槛较低,但是想要精通是有一定难度的。无论是否科班出身,前期只要花点时间在掌握基础知识上,一个月时间基本上都能自己开发一个简单的web项目。精通难,难在Java内容包罗万象,类库庞大,底层的一些知识较抽象不是很好理解。

二、为什么这么多人学Java?跨平台

跨平台可以说是Java的最大优势了。Java是运行在Java虚拟机上的,在任何一台设备上只要有jvm那么Java就可以运行。架构在操作系统之上,屏蔽了底层的差异真正做到一次编写多次使用!

三、为什么这么多人学Java?安全

Java没有指针,所以没有办法直接访问内存,同时也不容易内存泄露!另外Java也有异常捕获,遇到程序异常后程序员也可以让程序停止运行。总之其安全性能能极大防止被黑客攻击!

四、为什么这么多人学Java?多线程

Java内置多线程,能够更有效的利用CPU资源,使得程序响应的时间更短,拿秒杀系统来说,其高并发的优势在用户的体验上也会更加良好!

五、为什么这么多人学Java?丰富类库

Java内置多重类库,经过20多年的积累沉淀出现很多开源社区如Apache、spring。这些优秀的社区贡献出的开发框架,使得开发只需关注自己业务逻辑而不必关注底层的实现,极大提高了开发效率和开发成本!

就目前以及未来程序员的发展来看,Java编程语言固有的属性未来发展还是不错的,所以这么多人选择学习Java编程,这也是Java编程为什么一直受欢迎的原因所在。

『叁』 java内存模型的JMM简介

1)JSR133:
在Java语言规范里面指出了JMM是一个比较开拓性的尝试,这种尝试视图定义一个一致的、跨平台的内存模型,但是它有一些比较细微而且很重要的缺点。其实Java语言里面比较容易混淆的关键字主要是synchronized和volatile,也因为这样在开发过程中往往开发者会忽略掉这些规则,这也使得编写同步代码比较困难。
JSR133本身的目的是为了修复原本JMM的一些缺陷而提出的,其本身的制定目标有以下几个: 保留目JVM的安全保证,以进行类型的安全检查: 提供(out-of-thin-air safety)无中生有安全性,这样“正确同步的”应该被正式而且直观地定义 程序员要有信心开发多线程程序,当然没有其他办法使得并发程序变得很容易开发,但是该规范的发布主要目标是为了减轻程序员理解内存模型中的一些细节负担 提供大范围的流行硬件体系结构上的高性能JVM实现,现在的处理器在它们的内存模型上有着很大的不同,JMM应该能够适合于实际的尽可能多的体系结构而不以性能为代价,这也是Java跨平台型设计的基础 提供一个同步的习惯用法,以允许发布一个对象使他不用同步就可见,这种情况又称为初始化安全(initialization safety)的新的安全保证 对现有代码应该只有最小限度的影响 2)同步、异步【这里仅仅指概念上的理解,不牵涉到计算机底层基础的一些操作】:
在系统开发过程,经常会遇到这几个基本概念,不论是网络通讯、对象之间的消息通讯还是Web开发人员常用的Http请求都会遇到这样几个概念,经常有人提到Ajax是异步通讯方式,那么究竟怎样的方式是这样的概念描述呢?
同步:同步就是在发出一个功能调用的时候,在没有得到响应之前,该调用就不返回,按照这样的定义,其实大部分程序的执行都是同步调用的,一般情况下,在描述同步和异步操作的时候,主要是指代需要其他部件协作处理或者需要协作响应的一些任务处理。比如有一个线程A,在A执行的过程中,可能需要B提供一些相关的执行数据,当然触发B响应的就是A向B发送一个请求或者说对B进行一个调用操作,如果A在执行该操作的时候是同步的方式,那么A就会停留在这个位置等待B给一个响应消息,在B没有任何响应消息回来的时候,A不能做其他事情,只能等待,那么这样的情况,A的操作就是一个同步的简单说明。
异步:异步就是在发出一个功能调用的时候,不需要等待响应,继续进行它该做的事情,一旦得到响应了过后给予一定的处理,但是不影响正常的处理过程的一种方式。比如有一个线程A,在A执行的过程中,同样需要B提供一些相关数据或者操作,当A向B发送一个请求或者对B进行调用操作过后,A不需要继续等待,而是执行A自己应该做的事情,一旦B有了响应过后会通知A,A接受到该异步请求的响应的时候会进行相关的处理,这种情况下A的操作就是一个简单的异步操作。
3)可见性、可排序性
Java内存模型的两个关键概念:可见性(Visibility)和可排序性(Ordering)
开发过多线程程序的程序员都明白,synchronized关键字强制实施一个线程之间的互斥锁(相互排斥),该互斥锁防止每次有多个线程进入一个给定监控器所保护的同步语句块,也就是说在该情况下,执行程序代码所独有的某些内存是独占模式,其他的线程是不能针对它执行过程所独占的内存进行访问的,这种情况称为该内存不可见。但是在该模型的同步模式中,还有另外一个方面:JMM中指出了,JVM在处理该强制实施的时候可以提供一些内存的可见规则,在该规则里面,它确保当存在一个同步块时,缓存被更新,当输入一个同步块时,缓存失效。因此在JVM内部提供给定监控器保护的同步块之中,一个线程所写入的值对于其余所有的执行由同一个监控器保护的同步块线程来说是可见的,这就是一个简单的可见性的描述。这种机器保证编译器不会把指令从一个同步块的内部移到外部,虽然有时候它会把指令由外部移动到内部。JMM在缺省情况下不做这样的保证——只要有多个线程访问相同变量时必须使用同步。简单总结:
可见性就是在多核或者多线程运行过程中内存的一种共享模式,在JMM模型里面,通过并发线程修改变量值的时候,必须将线程变量同步回主存过后,其他线程才可能访问到。
可排序性提供了内存内部的访问顺序,在不同的程序针对不同的内存块进行访问的时候,其访问不是无序的,比如有一个内存块,A和B需要访问的时候,JMM会提供一定的内存分配策略有序地分配它们使用的内存,而在内存的调用过程也会变得有序地进行,内存的折中性质可以简单理解为有序性。而在Java多线程程序里面,JMM通过Java关键字volatile来保证内存的有序访问。 1)简单分析:
Java语言规范中提到过,JVM中存在一个主存区(Main Memory或Java Heap Memory),Java中所有变量都是存在主存中的,对于所有线程进行共享,而每个线程又存在自己的工作内存(Working Memory),工作内存中保存的是主存中某些变量的拷贝,线程对所有变量的操作并非发生在主存区,而是发生在工作内存中,而线程之间是不能直接相互访问,变量在程序中的传递,是依赖主存来完成的。而在多核处理器下,大部分数据存储在高速缓存中,如果高速缓存不经过内存的时候,也是不可见的一种表现。在Java程序中,内存本身是比较昂贵的资源,其实不仅仅针对Java应用程序,对操作系统本身而言内存也属于昂贵资源,Java程序在性能开销过程中有几个比较典型的可控制的来源。synchronized和volatile关键字提供的内存中模型的可见性保证程序使用一个特殊的、存储关卡(memory barrier)的指令,来刷新缓存,使缓存无效,刷新硬件的写缓存并且延迟执行的传递过程,无疑该机制会对Java程序的性能产生一定的影响。
JMM的最初目的,就是为了能够支持多线程程序设计的,每个线程可以认为是和其他线程不同的CPU上运行,或者对于多处理器的机器而言,该模型需要实现的就是使得每一个线程就像运行在不同的机器、不同的CPU或者本身就不同的线程上一样,这种情况实际上在项目开发中是常见的。对于CPU本身而言,不能直接访问其他CPU的寄存器,模型必须通过某种定义规则来使得线程和线程在工作内存中进行相互调用而实现CPU本身对其他CPU、或者说线程对其他线程的内存中资源的访问,而表现这种规则的运行环境一般为运行该程序的运行宿主环境(操作系统、服务器、分布式系统等),而程序本身表现就依赖于编写该程序的语言特性,这里也就是说用Java编写的应用程序在内存管理中的实现就是遵循其部分原则,也就是前边提及到的JMM定义了Java语言针对内存的一些的相关规则。然而,虽然设计之初是为了能够更好支持多线程,但是该模型的应用和实现当然不局限于多处理器,而在JVM编译器编译Java编写的程序的时候以及运行期执行该程序的时候,对于单CPU的系统而言,这种规则也是有效的,这就是是上边提到的线程和线程之间的内存策略。JMM本身在描述过程没有提过具体的内存地址以及在实现该策略中的实现方法是由JVM的哪一个环节(编译器、处理器、缓存控制器、其他)提供的机制来实现的,甚至针对一个开发非常熟悉的程序员,也不一定能够了解它内部对于类、对象、方法以及相关内容的一些具体可见的物理结构。相反,JMM定义了一个线程与主存之间的抽象关系,其实从上边的图可以知道,每一个线程可以抽象成为一个工作内存(抽象的高速缓存和寄存器),其中存储了Java的一些值,该模型保证了Java里面的属性、方法、字段存在一定的数学特性,按照该特性,该模型存储了对应的一些内容,并且针对这些内容进行了一定的序列化以及存储排序操作,这样使得Java对象在工作内存里面被JVM顺利调用,(当然这是比较抽象的一种解释)既然如此,大多数JMM的规则在实现的时候,必须使得主存和工作内存之间的通信能够得以保证,而且不能违反内存模型本身的结构,这是语言在设计之处必须考虑到的针对内存的一种设计方法。这里需要知道的一点是,这一切的操作在Java语言里面都是依靠Java语言自身来操作的,因为Java针对开发人员而言,内存的管理在不需要手动操作的情况下本身存在内存的管理策略,这也是Java自己进行内存管理的一种优势。
[1]原子性(Atomicity):
这一点说明了该模型定义的规则针对原子级别的内容存在独立的影响,对于模型设计最初,这些规则需要说明的仅仅是最简单的读取和存储单元写入的的一些操作,这种原子级别的包括——实例、静态变量、数组元素,只是在该规则中不包括方法中的局部变量。
[2]可见性(Visibility):
在该规则的约束下,定义了一个线程在哪种情况下可以访问另外一个线程或者影响另外一个线程,从JVM的操作上讲包括了从另外一个线程的可见区域读取相关数据以及将数据写入到另外一个线程内。
[3]可排序性(Ordering):
该规则将会约束任何一个违背了规则调用的线程在操作过程中的一些顺序,排序问题主要围绕了读取、写入和赋值语句有关的序列。
如果在该模型内部使用了一致的同步性的时候,这些属性中的每一个属性都遵循比较简单的原则:和所有同步的内存块一样,每个同步块之内的任何变化都具备了原子性以及可见性,和其他同步方法以及同步块遵循同样一致的原则,而且在这样的一个模型内,每个同步块不能使用同一个锁,在整个程序的调用过程是按照编写的程序指定指令运行的。即使某一个同步块内的处理可能会失效,但是该问题不会影响到其他线程的同步问题,也不会引起连环失效。简单讲:当程序运行的时候使用了一致的同步性的时候,每个同步块有一个独立的空间以及独立的同步控制器和锁机制,然后对外按照JVM的执行指令进行数据的读写操作。这种情况使得使用内存的过程变得非常严谨!
如果不使用同步或者说使用同步不一致(这里可以理解为异步,但不一定是异步操作),该程序执行的答案就会变得极其复杂。而且在这样的情况下,该内存模型处理的结果比起大多数程序员所期望的结果而言就变得十分脆弱,甚至比起JVM提供的实现都脆弱很多。因为这样所以出现了Java针对该内存操作的最简单的语言规范来进行一定的习惯限制,排除该情况发生的做法在于:
JVM线程必须依靠自身来维持对象的可见性以及对象自身应该提供相对应的操作而实现整个内存操作的三个特性,而不是仅仅依靠特定的修改对象状态的线程来完成如此复杂的一个流程。
[4]三个特性的解析(针对JMM内部):
原子性(Atomicity):
访问存储单元内的任何类型的字段的值以及对其更新操作的时候,除开long类型和double类型,其他类型的字段是必须要保证其原子性的,这些字段也包括为对象服务的引用。此外,该原子性规则扩展可以延伸到基于long和double的另外两种类型:volatile long和volatile double(volatile为java关键字),没有被volatile声明的long类型以及double类型的字段值虽然不保证其JMM中的原子性,但是是被允许的。针对non-long/non-double的字段在表达式中使用的时候,JMM的原子性有这样一种规则:如果你获得或者初始化该值或某一些值的时候,这些值是由其他线程写入,而且不是从两个或者多个线程产生的数据在同一时间戳混合写入的时候,该字段的原子性在JVM内部是必须得到保证的。也就是说JMM在定义JVM原子性的时候,只要在该规则不违反的条件下,JVM本身不去理睬该数据的值是来自于什么线程,因为这样使得Java语言在并行运算的设计的过程中针对多线程的原子性设计变得极其简单,而且即使开发人员没有考虑到最终的程序也没有太大的影响。再次解释一下:这里的原子性指的是原子级别的操作,比如最小的一块内存的读写操作,可以理解为Java语言最终编译过后最接近内存的最底层的操作单元,这种读写操作的数据单元不是变量的值,而是本机码,也就是前边在讲《Java基础知识》中提到的由运行器解释的时候生成的Native Code。
可见性(Visibility):
当一个线程需要修改另外线程的可见单元的时候必须遵循以下原则: 一个写入线程释放的同步锁和紧随其后进行读取的读线程的同步锁是同一个从本质上讲,释放锁操作强迫它的隶属线程【释放锁的线程】从工作内存中的写入缓存里面刷新(专业上讲这里不应该是刷新,可以理解为提供)数据(flush操作),然后获取锁操作使得另外一个线程【获得锁的线程】直接读取前一个线程可访问域(也就是可见区域)的字段的值。因为该锁内部提供了一个同步方法或者同步块,该同步内容具有线程排他性,这样就使得上边两个操作只能针对单一线程在同步内容内部进行操作,这样就使得所有操作该内容的单一线程具有该同步内容(加锁的同步方法或者同步块)内的线程排他性,这种情况的交替也可以理解为具有“短暂记忆效应”。这里需要理解的是同步的双重含义:使用锁机制允许基于高层同步协议进行处理操作,这是最基本的同步;同时系统内存(很多时候这里是指基于机器指令的底层存储关卡memory barrier,前边提到过)在处理同步的时候能够跨线程操作,使得线程和线程之间的数据是同步的。这样的机制也折射出一点,并行编程相对于顺序编程而言,更加类似于分布式编程。后一种同步可以作为JMM机制中的方法在一个线程中运行的效果展示,注意这里不是多个线程运行的效果展示,因为它反应了该线程愿意发送或者接受的双重操作,并且使得它自己的可见区域可以提供给其他线程运行或者更新,从这个角度来看,使用锁和消息传递可以视为相互之间的变量同步,因为相对其他线程而言,它的操作针对其他线程也是对等的。 一旦某个字段被申明为volatile,在任何一个写入线程在工作内存中刷新缓存的之前需要进行进一步的内存操作,也就是说针对这样的字段进行立即刷新,可以理解为这种volatile不会出现一般变量的缓存操作,而读取线程每次必须根据前一个线程的可见域里面重新读取该变量的值,而不是直接读取。 当某个线程第一次去访问某个对象的域的时候,它要么初始化该对象的值,要么从其他写入线程可见域里面去读取该对象的值;这里结合上边理解,在满足某种条件下,该线程对某对象域的值的读取是直接读取,有些时候却需要重新读取。这里需要小心一点的是,在并发编程里面,不好的一个实践就是使用一个合法引用去引用不完全构造的对象,这种情况在从其他写入线程可见域里面进行数据读取的时候发生频率比较高。从编程角度上讲,在构造函数里面开启一个新的线程是有一定的风险的,特别是该类是属于一个可子类化的类的时候。Thread.start由调用线程启动,然后由获得该启动的线程释放锁具有相同的“短暂记忆效应”,如果一个实现了Runnable接口的超类在子类构造子执行之前调用了Thread(this).start()方法,那么就可能使得该对象在线程方法run执行之前并没有被完全初始化,这样就使得一个指向该对象的合法引用去引用了不完全构造的一个对象。同样的,如果创建一个新的线程T并且启动该线程,然后再使用线程T来创建对象X,这种情况就不能保证X对象里面所有的属性针对线程T都是可见的除非是在所有针对X对象的引用中进行同步处理,或者最好的方法是在T线程启动之前创建对象X。 若一个线程终止,所有的变量值都必须从工作内存中刷到主存,比如,如果一个同步线程因为另一个使用Thread.join方法的线程而终止,那么该线程的可见域针对那个线程而言其发生的改变以及产生的一些影响是需要保证可知道的。 注意:如果在同一个线程里面通过方法调用去传一个对象的引用是绝对不会出现上边提及到的可见性问题的。JMM保证所有上边的规定以及关于内存可见性特性的描述——一个特殊的更新、一个特定字段的修改都是某个线程针对其他线程的一个“可见性”的概念,最终它发生的场所在内存模型中Java线程和线程之间,至于这个发生时间可以是一个任意长的时间,但是最终会发生,也就是说,Java内存模型中的可见性的特性主要是针对线程和线程之间使用内存的一种规则和约定,该约定由JMM定义。
不仅仅如此,该模型还允许不同步的情况下可见性特性。比如针对一个线程提供一个对象或者字段访问域的原始值进行操作,而针对另外一个线程提供一个对象或者字段刷新过后的值进行操作。同样也有可能针对一个线程读取一个原始的值以及引用对象的对象内容,针对另外一个线程读取一个刷新过后的值或者刷新过后的引用。
尽管如此,上边的可见性特性分析的一些特征在跨线程操作的时候是有可能失败的,而且不能够避免这些故障发生。这是一个不争的事实,使用同步多线程的代码并不能绝对保证线程安全的行为,只是允许某种规则对其操作进行一定的限制,但是在最新的JVM实现以及最新的Java平台中,即使是多个处理器,通过一些工具进行可见性的测试发现其实是很少发生故障的。跨线程共享CPU的共享缓存的使用,其缺陷就在于影响了编译器的优化操作,这也体现了强有力的缓存一致性使得硬件的价值有所提升,因为它们之间的关系在线程与线程之间的复杂度变得更高。这种方式使得可见度的自由测试显得更加不切实际,因为这些错误的发生极为罕见,或者说在平台上我们开发过程中根本碰不到。在并行程开发中,不使用同步导致失败的原因也不仅仅是对可见度的不良把握导致的,导致其程序失败的原因是多方面的,包括缓存一致性、内存一致性问题等。
可排序性(Ordering):
可排序规则在线程与线程之间主要有下边两点: 从操作线程的角度看来,如果所有的指令执行都是按照普通顺序进行,那么对于一个顺序运行的程序而言,可排序性也是顺序的 从其他操作线程的角度看来,排序性如同在这个线程中运行在非同步方法中的一个“间谍”,所以任何事情都有可能发生。唯一有用的限制是同步方法和同步块的相对排序,就像操作volatile字段一样,总是保留下来使用 【*:如何理解这里“间谍”的意思,可以这样理解,排序规则在本线程里面遵循了第一条法则,但是对其他线程而言,某个线程自身的排序特性可能使得它不定地访问执行线程的可见域,而使得该线程对本身在执行的线程产生一定的影响。举个例子,A线程需要做三件事情分别是A1、A2、A3,而B是另外一个线程具有操作B1、B2,如果把参考定位到B线程,那么对A线程而言,B的操作B1、B2有可能随时会访问到A的可见区域,比如A有一个可见区域a,A1就是把a修改称为1,但是B线程在A线程调用了A1过后,却访问了a并且使用B1或者B2操作使得a发生了改变,变成了2,那么当A按照排序性进行A2操作读取到a的值的时候,读取到的是2而不是1,这样就使得程序最初设计的时候A线程的初衷发生了改变,就是排序被打乱了,那么B线程对A线程而言,其身份就是“间谍”,而且需要注意到一点,B线程的这些操作不会和A之间存在等待关系,那么B线程的这些操作就是异步操作,所以针对执行线程A而言,B的身份就是“非同步方法中的‘间谍’。】
同样的,这仅仅是一个最低限度的保障性质,在任何给定的程序或者平台,开发中有可能发现更加严格的排序,但是开发人员在设计程序的时候不能依赖这种排序,如果依赖它们会发现测试难度会成指数级递增,而且在复合规定的时候会因为不同的特性使得JVM的实现因为不符合设计初衷而失败。
注意:第一点在JLS(Java Language Specification)的所有讨论中也是被采用的,例如算数表达式一般情况都是从上到下、从左到右的顺序,但是这一点需要理解的是,从其他操作线程的角度看来这一点又具有不确定性,对线程内部而言,其内存模型本身是存在排序性的。【*:这里讨论的排序是最底层的内存里面执行的时候的NativeCode的排序,不是说按照顺序执行的Java代码具有的有序性质,本文主要分析的是JVM的内存模型,所以希望读者明白这里指代的讨论单元是内存区。】 JMM最初设计的时候存在一定的缺陷,这种缺陷虽然现有的JVM平台已经修复,但是这里不得不提及,也是为了读者更加了解JMM的设计思路,这一个小节的概念可能会牵涉到很多更加深入的知识,如果读者不能读懂没有关系先看了文章后边的章节再返回来看也可以。
1)问题1:不可变对象不是不可变的
学过Java的朋友都应该知道Java中的不可变对象,这一点在本文最后讲解String类的时候也会提及,而JMM最初设计的时候,这个问题一直都存在,就是:不可变对象似乎可以改变它们的值(这种对象的不可变指通过使用final关键字来得到保证),(Publis Service Reminder:让一个对象的所有字段都为final并不一定使得这个对象不可变——所有类型还必须是原始类型而不能是对象的引用。而不可变对象被认为不要求同步的。但是,因为在将内存写方面的更改从一个线程传播到另外一个线程的时候存在潜在的延迟,这样就使得有可能存在一种竞态条件,即允许一个线程首先看到不可变对象的一个值,一段时间之后看到的是一个不同的值。这种情况以前怎么发生的呢?在JDK 1.4中的String实现里,这儿基本有三个重要的决定性字段:对字符数组的引用、长度和描述字符串的开始数组的偏移量。String就是以这样的方式在JDK 1.4中实现的,而不是只有字符数组,因此字符数组可以在多个String和StringBuffer对象之间共享,而不需要在每次创建一个String的时候都拷贝到一个新的字符数组里。假设有下边的代码:
String s1 = /usr/tmp;
String s2 = s1.substring(4); // /tmp
这种情况下,字符串s2将具有大小为4的长度和偏移量,但是它将和s1共享“/usr/tmp”里面的同一字符数组,在String构造函数运行之前,Object的构造函数将用它们默认的值初始化所有的字段,包括决定性的长度和偏移字段。当String构造函数运行的时候,字符串长度和偏移量被设置成所需要的值。但是在旧的内存模型中,因为缺乏同步,有可能另一个线程会临时地看到偏移量字段具有初始默认值0,而后又看到正确的值4,结果是s2的值从“/usr”变成了“/tmp”,这并不是我们真正的初衷,这个问题就是原始JMM的第一个缺陷所在,因为在原始JMM模型里面这是合理而且合法的,JDK 1.4以下的版本都允许这样做。
2)问题2:重新排序的易失性和非易失性存储
另一个主要领域是与volatile字段的内存操作重新排序有关,这个领域中现有的JMM引起了一些比较混乱的结果。现有的JMM表明易失性的读和写是直接和主存打交道的,这样避免了把值存储到寄存器或者绕过处理器特定的缓存,这使得多个线程一般能看见一个给定变量最新的值。可是,结果是这种volatile定义并没有最初想象中那样如愿以偿,并且导致了volatile的重大混乱。为了在缺乏同步的情况下提供较好的性能,编译器、运行时和缓存通常是允许进行内存的重新排序操作的,只要当前执行的线程分辨不出它们的区别。(这就是within-thread as-if-serial semantics[线程内似乎是串行]的解释)但是,易失性的读和写是完全跨线程安排的,编译器或缓存不能在彼此之间重新排序易失性的读和写。遗憾的是,通过参考普通变量的读写,JMM允许易失性的读和写被重排序,这样以为着开发人员不能使用易失性标志作为操作已经完成的标志。比如:
Map configOptions;
char[] configText;
volatile boolean initialized = false;
// 线程1
configOptions = new HashMap();
configText = readConfigFile(filename);
processConfigOptions(configText,configOptions);
initialized = true;
// 线程2
while(!initialized)
sleep();
这里的思想是使用易失性变量initialized担任守卫来表明一套别的操作已经完成了,这是一个很好的思想,但是不能在JMM下工作,因为旧的JMM允许非易失性的写(比如写到configOptions字段,以及写到由configOptions引用Map的字段中)与易失性的写一起重新排序,因此另外一个线程可能会看到initialized为true,但是对于configOptions字段或它所引用的对象还没有一个一致的或者说当前的针对内存的视图变量,volatile的旧语义只承诺在读和写的变量的可见性,而不承诺其他变量,虽然这种方法更加有效的实现,但是结果会和我们设计之初大相径庭。

『肆』 Java优势有哪些

JAVA的优势是什么?

Java语言是目前的排行第一的语言,其优势也是非常突出的,那么具体体现在哪里呐?

我来给你说一下Java的优势:

1.java的风格类似C++但不同于C++,从某种意义上讲,java是C++的一个变种;

2.java摒弃了C、C++中的容易引发错误和难以理解的指针,结构,以及内存管理等;

3.java提供了丰富的类库,很方便开发程序;

4.java是完全面向对象的语言,支持 继承,重载,多态等面向对象的特性;

5.C++是面向对象和面向过程的混合语言, C是纯面向过程的语言;

6.java是一种强类型的语言,比C/C++检查还要严格,java区分大小写字母;

7.java提供了自动垃圾回收机制gc,有效避免了C、C++的内存泄漏问题;

8.java禁止非法访问内存,因为java没有指针,内存的申请和释放;

9.跨平台,java的源代码编译成结构中立的中间格式,这种格式与机器无关,只要在安装有JVM(java虚拟机)的电脑上,都能运行这种与机器无关的中间文件;java一次编译,到处运行;

10.对于不同的操作系统,会有不同的java虚拟机,这也就决定了java的可移植性;

11.java支持多线程,简单理解,如果是单核CPU,那么会通过时间片轮转的方式,多线程执行程序,如果是多核CPU,那么就可以理解为,两个或多个线程同时运行。


一、做网站

Java可以用来做网站,很多大型网站都是用Java写的,比如我们熟悉的B站,所以想学习Java的同学还可以负责网站方面的制作,这方面的岗位(网站开发)也比较多,一直以来都相当流行。

二、做安卓软件

安卓是基于Linux的操作系统,其中源代码就是Java,市面上所有的安卓手机都是修改Java运行的,对于更多的开发人员来说,他们更多的时间是花在开发APP上面。你随便打开一个App应用,他们就是用Java语言做的。

三、做游戏

电脑上的大多数游戏也是用Java来开发的,最经典的就是《我的世界》,还有当今世界最具影响力的游戏英雄联盟,吃鸡也是用Java写的

四、写软件

很多编程语言都是可以来写软件的,但Java是现在应用最广泛的,比如:企业级应用开发,还有OA、邮箱、物流、医疗、投票、金融、考试、矿山等信息方面的系统,Java都占有极为重要的地位。现在国内的最热门的就是手机应用,学习Java去做手机应用还是比较吃香的。

说啦这么多那么应该如何学习Java那?

在这个里我使用脑图给大家出一个,Java的学习线路供大家参考:

Java在市场中的占有率是非常之高的,希望大都成为优秀的程序员!!!

『伍』 用java语言怎么实现内存的读写

java都是在内存中操作的。
所有变量、所有数据都会在内存中
只是有个区别是:有些内存会被回收。即,一段时间后你就再也拿不到。
有些是永远不回收。直到服务器关闭。这就是你所想要的。
其实现方式有多种。
常用的是application.

『陆』 请问这个JAVA程序如何访问二维数组b原来的内存b[0][1]

存一下就好了。。。
int[] a={10,20,30,40},b[]={{1,2},{4,5,6,7}};
int[] b0 = b[0]; // 以后用b0[1]就可访问原来的b[0][1]
b[0]=a;

『柒』 Java语言主要特点有哪些

Java的语言特性有以下几点,如果对编程感兴趣可以来我这看看。
一.简单性:
Java是纯面向对象语言,语法简单明了,易于掌握。
Java使用接口取代了多重继承,并且取消了指针,因为多重继承和指针会使程序变得复杂。
Java还会自动地收集内存垃圾,使得内存管理变得更为简单。
Java还提供了丰富的类库、API文档以及第三方开发包,还有大量Java的开源项目。
二.面向对象性:
面向对象性事Java语言的基础。
java语言提倡“万物皆对象”,语法中不能在类外面定义单独的数据和函数。
Java语言最外部的数据类型是对象,所有的元素都要通过类和对象来访问。
三.分布性:
Java的分布性包括:1.操作分布。2.数据分布
⑴操作分布:即在多个不同的主机上不知相关操作。
⑵数据分布:将数据分别存放在不同的主机上,这些主机是网络中的不同成员。
四.可移植性:
Java程序具有与体系结构无关的特性。
Java的类库也提供了针对不同平台的接口,所有这些类库也可以被移植。
五.安全性
Java语言删除了类C语言的指针和内存释放等语法,有效地避免了用户对内存的非法操作
Java程序代码要经过代码程序校验、指针校验等很多测试步骤才能够运行。所以未经允许的Java程序不能出现损害系统平台的行为。
Java可以编写出防病毒和防修改系统。
六.健壮性
Java会检查程序在编码和运行时的错误,并消除错误。
七.多线程性。
Java应用程序可以在同一时间并行执行多项任务。而且相应的同步机制可以保证不同线程能够正确地共享数据。
八.高性能性
Java编译后的字节码是在解释器中运行的,所以它的速度较多数交互式运用程序提高了很多。
九.动态性
Java可以动态调整库中方法和增加变量,并且客户端不需要任何更改。在Java中进行动态调整是非常简单和直接。

希望对您有所帮助!~

『捌』 详解Java语言中内存泄漏及如何检测问题 (1)

一般来说内存泄漏有两种情况。一种情况,在堆中的分配的内存,在没有将其释放掉的时候,就将所有能访问这块内存的方式都删掉(如指针重新赋值);另一种情况则是在内存对象明明已经不需要的时候,还仍然保留着这块内存和它的访问方式(引用)。第一种情况,在Java中已经由于垃圾回收机制的引入,得到了很好的解决。所以,Java中的内存泄漏,主要指的是第二种情况。
可能光说概念太抽象了,大家可以看一下这样的例子:

1 Vector v=new Vector(10);
2 for (int i=1;i<100; i++){
3 Object o=new Object();
4 v.add(o);
5 o=null;
6 }

在这个例子中,代码栈中存在Vector对象的引用v和Object对象的引用o。在For循环中,我们不断的生成新的对象,然后将其添加到Vector对象中,之后将o引用置空。问题是当o引用被置空后,如果发生GC,我们创建的Object对象是否能够被GC回收呢?答案是否定的。因为,GC在跟踪代码栈中的引用时,会发现v引用,而继续往下跟踪,就会发现v引用指向的内存空间中又存在指向Object对象的引用。也就是说尽管o引用已经被置空,但是Object对象仍然存在其他的引用,是可以被访问到的,所以GC无法将其释放掉。如果在此循环之后,Object对象对程序已经没有任何作用,那么我们就认为此Java程序发生了内存泄漏。
尽管对于C/C++中的内存泄露情况来说,Java内存泄露导致的破坏性小,除了少数情况会出现程序崩溃的情况外,大多数情况下程序仍然能正常运行。但是,在移动设备对于内存和CPU都有较严格的限制的情况下,Java的内存溢出会导致程序效率低下、占用大量不需要的内存等问题。这将导致整个机器性能变差,严重的也会引起抛出OutOfMemoryError,导致程序崩溃。

一般情况下内存泄漏的避免

在不涉及复杂数据结构的一般情况下,Java的内存泄露表现为一个内存对象的生命周期超出了程序需要它的时间长度。我们有时也将其称为“对象游离”。
例如:

1 public class FileSearch{
2
3 private byte[] content;
4 private File mFile;
5
6 public FileSearch(File file){
7 mFile = file;
8 }
9
10 public boolean hasString(String str){
11 int size = getFileSize(mFile);
12 content = new byte[size];
13 loadFile(mFile, content);
14
15 String s = new String(content);
16 return s.contains(str);
17 }
18 }

在这段代码中,FileSearch类中有一个函数hasString,用来判断文档中是否含有指定的字符串。流程是先将mFile加载到内存中,然后进行判断。但是,这里的问题是,将content声明为了实例变量,而不是本地变量。于是,在此函数返回之后,内存中仍然存在整个文件的数据。而很明显,这些数据我们后续是不再需要的,这就造成了内存的无故浪费。
要避免这种情况下的内存泄露,要求我们以C/C++的内存管理思维来管理自己分配的内存。第一,是在声明对象引用之前,明确内存对象的有效作用域。在一个函数内有效的内存对象,应该声明为local变量,与类实例生命周期相同的要声明为实例变量……以此类推。第二,在内存对象不再需要时,记得手动将其引用置空。

复杂数据结构中的内存泄露问题

在实际的项目中,我们经常用到一些较为复杂的数据结构用于缓存程序运行过程中需要的数据信息。有时,由于数据结构过于复杂,或者我们存在一些特殊的需求(例如,在内存允许的情况下,尽可能多的缓存信息来提高程序的运行速度等情况),我们很难对数据结构中数据的生命周期作出明确的界定。这个时候,我们可以使用Java中一种特殊的机制来达到防止内存泄露的目的。
之前我们介绍过,Java的GC机制是建立在跟踪内存的引用机制上的。而在此之前,我们所使用的引用都只是定义一个“Object o;”这样形式的。事实上,这只是Java引用机制中的一种默认情况,除此之外,还有其他的一些引用方式。通过使用这些特殊的引用机制,配合GC机制,就可以达到一些我们需要的效果。

『玖』 Java主要有那些特性

Java主要有哪些的特性?

Java由美国SUN公司(被oracle公司收购)发明于1995年,是目前业界应用最广泛、使用人数最多的语言,连续多年排名世界第一,可以称之为“计算机语言界的英语”。

那么Java这么高的评价它的特点有哪些,下面我来为题主解答:

一、跨平台/可移植性

这是Java的核心优势。Java在设计时就很注重移植和跨平台性。比如:Java的int永远都是32位。不像C++可能是16,32,可能是根据编译器厂商规定的变化。这样的话程序的移植就会非常麻烦。

Java首先利用文本编辑器编写 Java源程序,源文件的后缀名为.java;再利用编译器(javac)将源程序编译成字节码文件,字节码文件的后缀名为.class; 最后利用虚拟机(解释器,java)解释执行。如下图所示:

二、安全性

Java适合于网络/分布式环境,为了达到这个目标,在安全性方面投入了很大的精力,使Java可以很容易构建防病毒,防篡改的系统。比如Java取消了强大但又危险的指针。由于指针可进行移动运算,指针可随便指向一个内存区域,而不管这个区域是否可用,这样做是危险的。

三、面向对象

面向对象是一种程序设计技术,非常适合大型软件的设计和开发。由于C++为了照顾大量C语言使用者而兼容了C,使得自身仅仅成为了带类的C语言,多少影响了其面向对象的彻底性!Java则是完全的面向对象语言。

四、简单性

Java就是C++语法的简化版,我们也可以将Java称之为“C++-”。跟我念“C加加减”,指的就是将C++的一些内容去掉;比如:头文件,指针运算,结构,联合,操作符重载,虚基类等等。同时,由于语法基于C语言,因此学习起来完全不费力。

五、高性能

Java最初发展阶段,总是被人诟病“性能低”;客观上,高级语言运行效率总是低于低级语言的,这个无法避免。Java语言本身发展中通过虚拟机的优化提升了几十倍运行效率。比如,通过JIT(JUST IN TIME)即时编译技术提高运行效率。 将一些“热点”字节码编译成本地机器码,并将结果缓存起来,在需要的时候重新调用。这样的话,使Java程序的执行效率大大提高,某些代码甚至接近C++的效率。

因此,Java低性能的短腿,已经被完全解决了。业界发展上,我们也看到很多C++应用转到Java开发,很多C++程序员转型为Java程序员。

六、分布式

Java是为Internet的分布式环境设计的,因为它能够处理TCP/IP协议。事实上,通过URL访问一个网络资源和访问本地文件是一样简单的。Java还支持远程方法调用(RMI,Remote Method Invocation),使程序能够通过网络调用方法。

七、多线程

多线程的使用可以带来更好的交互响应和实时行为。 Java多线程的简单性是Java成为主流服务器端开发语言的主要原因之一。

八、健壮性

Java是一种健壮的语言,吸收了C/C++ 语言的优点,但去掉了其影响程序健壮性的部分(如:指针、内存的申请与释放等)。Java程序不可能造成计算机崩溃。即使Java程序也可能有错误。如果出现某种出乎意料之事,程序也不会崩溃,而是把该异常抛出,再通过异常处理机制加以处理。

以上几种特性你了解到啦吗? 记得给个赞!

『拾』 怎样用Java获取内存中的数据

可以考虑使用内存映射文件:java.nio.MappedByteBuffer,主要适合放入较大的数据进入系统内存
可以考虑使用:java.nio.ByteBuffer.allocateDirect()方法进行分配,可以将一些不适合放入堆里的数据放入系统内存
还可以采用java本地调用的方式,实现对系统自身内存的掌控与调度,这种方式可以让你灵活的访问系统的内存。
java的堆放入的对象尺度是有限制的,这里建议参考BigMemory 的实现机制以及内存管理机制
如果自己管理内存的话,建议参考其他语言对内存管理的方式。
你可以把数据放入线性数据结构中(这些数据是在系统内存中,而非jvm管理的内存里),这样就不存在分代问题,可以由你的应用在适当的时候清理系统的内存。这样,你的内存模型-释放机制就与jvm的内存管理机制处于一个互不干扰的异行线上。

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