1.08.从源码揭秘偏向锁的码环升级
2.Hotspot调试环境搭建-基于Ubuntu16.04.7-OpenJDK8u-Clion
3.从HotSpot源码，深度解读 park 和 unpark
4.不敢相信？System.currentTimeMillis()存在性能问题
5.java是码环如何调用native方法？hotspot源码分析必会技能
6.hotspotjvm的启动过程做了什么?

08.从源码揭秘偏向锁的升级

       深入探讨偏向锁的升级至轻量级锁的过程，主要涉及HotSpot虚拟机的码环源码分析。在学习synchronized机制时，码环将通过本篇文章解答关于synchronized功能的码环相关问题。首先，码环spring构建好 源码进行一些准备工作，码环了解在分析synchronized源码前的码环必要步骤。然后，码环通过示例代码的码环编译结果，揭示synchronized修饰代码块后生成的码环字节码指令，以及这些指令对应的码环操作。进一步地，码环使用jol工具跟踪对象状态，码环提供更直观的码环数据支持。

       接下来，重点解析monitorenter指令的执行过程，包括其与templateTable_x和interp_masm_x方法之间的关联。通过分析注释中的参数设置，可以理解偏向锁升级为重量级锁的逻辑，以及epoch在偏向锁有效性判断中的作用。进一步，详细介绍对象头（markOop）的结构和其在偏向锁实现中的具体功能，包括epoch的含义及其在更新过程中的角色。

       在理解了偏向锁的原理后，将分析其在不同条件下的执行流程，包括是否可偏向、是否重入偏向、是否依旧可偏向、epoch是否过期以及重新偏向等分支逻辑。接着，介绍偏向锁撤销和重偏向的过程，以及在获取偏向锁失败后的操作，即执行轻量级锁加锁的过程。最后，element plus底层源码讨论偏向锁与轻量级锁的区别，总结它们的关键技术和性能特点，并简述偏向锁的争议与现状。

       在偏向锁的实现中，关键点在于CAS操作的使用，以及在CAS竞争失败时导致的锁升级。偏向锁适用于单线程执行的场景，但在线程交替持有执行时，撤销和重偏向逻辑的复杂性导致性能下降，因此引入轻量级锁以保证“轻微”竞争情况的安全性。尽管偏向锁在Java 中已被弃用，但在当前广泛应用的Java 8环境下，了解偏向锁的原理仍然具有重要意义。

       总结而言，偏向锁与轻量级锁分别针对不同场景进行了优化，它们的核心逻辑基于CAS操作，但在处理线程竞争时的表现有所不同。通过深入学习这两种锁的升级过程，可以更好地理解synchronized机制在Java并发编程中的应用。

Hotspot调试环境搭建-基于Ubuntu..7-OpenJDK8u-Clion

       搭建基于Ubuntu ..7与OpenJDK 8u的Hotspot调试环境，涉及以下步骤：

       首先，安装版本管理工具Mercurial，其功能类似Git，用于管理OpenJDK版本。使用命令进行安装，遇到问题时尝试重启系统解决问题。

       其次，设置代理以加速下载国外仓库，如hg.openjdk.java.net。在用户家目录下创建.hgrc文件，配置代理信息。如果没有代理，可考虑从其他GitHub源下载代码，但同样会面临速度问题。黎明重启武器源码

       接着，下载代码。下载地址提供的是一个壳工程，包含get_source.sh脚本。执行该脚本下载完整代码。

       下载时需注意，get_source.sh脚本仅适用于带有版本信息的仓库，使用其他方式下载的源码文件不能执行。确保下载完整。

       预装依赖，安装GCC及编译所需依赖包。

       安装BOOT JDK，可通过华为JDK官网镜像下载，使用绿色解压方式。

       编译配置完成后，进行编译。使用bear命令行工具，生成compile_commands.json文件，此文件可用于导入Clion进行调试，无需生成CMakeList.txt文件。至此，环境搭建完成。

       搭建Hotspot调试环境，遵循上述步骤，确保所有操作正确无误，即可成功搭建基于Ubuntu ..7与OpenJDK 8u的调试环境。

从HotSpot源码，深度解读 park 和 unpark

       我最近建立了一个在线自习室（App：番茄ToDO）用于相互监督学习，感兴趣的小伙伴可以加入。自习室加入码：D5A7A

       Java并发包下的类大多基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架实现，而AQS线程安全的实现依赖于两个关键类：Unsafe和LockSupport。

       其中，Unsafe主要提供CAS操作（关于CAS，在文章《读懂AtomicInteger源码（多线程专题）》中讲解过），小金马系统源码LockSupport主要提供park/unpark操作。实际上，park/unpark操作的最终调用还是基于Unsafe类，因此Unsafe类才是核心。

       Unsafe类的实现是由native关键字说明的，这意味着这个方法是原生函数，是用C/C++语言实现的，并被编译成了DLL，由Java去调用。

       park函数的作用是将当前调用线程阻塞，而unpark函数则是唤醒指定线程。

       park是等待一个许可，unpark是为某线程提供一个许可。如果线程A调用park，除非另一个线程调用unpark(A)给A一个许可，否则线程A将阻塞在park操作上。每次调用一次park，需要有一个unpark来解锁。

       并且，unpark可以先于park调用，但不管unpark先调用多少次，都只提供一个许可，不可叠加。只需要一次park来消费掉unpark带来的许可，再次调用会阻塞。

       在Linux系统下，park和unpark是通过Posix线程库pthread中的mutex（互斥量）和condition（条件变量）来实现的。

       简单来说，mutex和condition保护了一个叫_counter的信号量。当park时，这个变量被设置为0，当unpark时，这个变量被设置为1。当_counter=0时线程阻塞，源码改单技术当_counter>0时直接设为0并返回。

       每个Java线程都有一个Parker实例，Parker类的部分源码如下：

       由源码可知，Parker类继承于PlatformParker，实际上是用Posix的mutex和condition来实现的。Parker类里的_counter字段，就是用来记录park和unpark是否需要阻塞的标识。

       具体的执行逻辑已经用注释标记在代码中，简要来说，就是检查_counter是不是大于0，如果是，则把_counter设置为0，返回。如果等于零，继续执行，阻塞等待。

       unpark直接设置_counter为1，再unlock mutex返回。如果_counter之前的值是0，则还要调用pthread_cond_signal唤醒在park中等待的线程。源码如下：

       （如果不会下载JVM源码可以后台回复“jdk”，获得下载压缩包）

不敢相信？System.currentTimeMillis()存在性能问题

       System.currentTimeMillis()，一个看似高效的基础Java API，实则在并发场景下暴露出性能问题。让我们深入了解其性能瓶颈所在。

       在频繁或并发调用中，执行结果表明性能表现极不理想。例如，同时执行一百次System.currentTimeMillis()操作，耗时竟是单线程下一百次的倍！即使调用频次增加，问题依然存在，甚至可能超过创建简单对象实例所需的时间。

       探究原因，需深入到HotSpot源码的hotspot/src/os/linux/vm/os_linux.cpp文件中，找到javaTimeMillis()方法，这是System.currentTimeMillis()的native实现。然而，对于其性能表现的底层解释，已有国外专家深入到汇编级别进行分析，详情见《The Slow currentTimeMillis()》。简而言之，HPET计时器性能不佳在于对时间戳请求的串行处理，而TSC计时器则得益于专用寄存器，但其稳定性较低。

       解决此问题的一种常见方法是采用单个调度线程按毫秒更新时间戳，创建全局缓存，以避免时钟资源争用，但牺牲了一定的精确度。实现步骤如下：使用CurrentTimeMillisClock.getInstance().now()。

       值得注意的是，在不影响程序整体效率的情况下，无需进行这种优化，这仅针对极端情况而设。

java是如何调用native方法？hotspot源码分析必会技能

       在深入研究JDK源码，如并发包和Thread相关部分时，往往会遇到native修饰的方法，它们隐藏在层层方法的底层。native方法的存在并非偶然，它是解决Java语言与操作系统直接交互的关键。Java作为高层语言，需要JVM作为桥梁，将Java指令转换为可以直接操作系统的C或C++代码，这就是native方法的用武之地。

       JDK、JRE和JVM的关系是这样的：JDK包含JRE，其中的JVM负责执行Java代码并进行操作系统间的转换。在OpenJDK源码中，特别是hotspot实现的JVM中，能找到native方法的具体实现。JNI（Java Native Interface）技术用于模拟Java调用C或C++编写的native方法，确保跨平台的兼容性。

       让我们通过实践来理解这个过程。首先，创建一个简单的Java类，通过javac编译，生成JavaCallC.class文件。然后使用javah命令生成JavaCallC.h头文件，这是C语言调用Java的关键部分，需要与Java代码中的native方法签名匹配。接着，编写C代码（Cclass.c），编译成动态链接库libJavaCallC.so，并将库文件路径添加到LD_LIBRARY_PATH环境变量中。

       最后，执行JavaCallC命令，如果一切顺利，会看到"Java_JavaCallC_cMethod call succ"的输出，表明Java成功调用了native方法。在尝试过程中可能会遇到各种问题，但通过一步步的调试和学习，我们可以逐步掌握这个过程。

hotspotjvm的启动过程做了什么?

       HotSpot JVM启动过程涉及启动器和自身两大部分。

       启动器主要负责加载Java类文件，将类文件转换为本地可执行代码，并初始化环境变量和设置。

       HotSpot JVM的初始化过程则包括内存分配、类加载、方法区初始化、线程创建等步骤。

       启动器通过执行Java解释器或Java虚拟机启动命令来启动HotSpot JVM，典型的启动器包括JRE/JDK自带的java[.exe]和javaw.exe。

       Native应用程序也可自定义启动器实现Java启动。

       《Java Performance》一书提供了高阶描述，适合深入理解HotSpot JVM启动机制。

       《Java Performance》笔记第页可作为参考。

       HotSpot JVM初始化大入口为Threads::create_vm函数，该函数接收JavaVMInitArgs参数，并进行VM初始化。

       为了详细了解HotSpot JVM启动过程，建议阅读官方文档和相关书籍，同时也可参考JDK自带的Java launcher源代码。

JVM详解之:HotSpot VM中的Intrinsic methods

       内置方法是编译器内置的方法实现，它们在给定编程语言中使用，由编译器专门处理。内置方法通常在程序请求优化时才启用，以提高效率。因为内置方法是在编译器内部实现的，所以不同的虚拟机，其内置方法是不一样的。内置方法可以在Java源代码级别看起来与非内置方法一样，但它们的区别在于JVM的实现。有些方法在普通Java代码中无法实现，如sun.misc.Unsafe.compareAndSwapInt()，只能通过JNI或内置方法来实现，实现对Java语义的扩展。在Hotspot VM中，内置方法通常在src/share/vm/classfile/vmSymbols.hpp类中。通过参数查看代码中调用的方法是否为内置方法，或者通过底层汇编语言查看。内置方法大部分都是内联方法，通过减少函数调用开销的技术实现。内置方法的实现由三种编译器完成：javac将Java源代码编译成为字节码，在这一层只有数学方法和bootstrapping的MethodHandle实现；JIT的Client Compiler (C1)；JIT的Server Compiler (C2)。例如，java.lang.System.currentTimeMillis()方法在Interpreter级别没有intrinsified，因为它是一个native方法，通过JNI调用底层的C++实现。而在C1和C2级别使用intrinsified，直接调用os::javaTimeMillis()，减少JNI的使用，提升效率。内置方法的实现可以通过修改底层的JVM实现完成。Graal是一个用Java编写的JIT编译器，可以使用Java来实现Intrinsic方法，对于不熟悉C++的开发者来说非常友好。通过Graal，内置方法的实现变得简单且容易操作。内置方法是JVM中非常有用的特性，能够显著提高程序效率，是编程时值得考虑的技术之一。

HotSpot启动流程

       学习HotSpot启动流程有助于深入理解程序入口和虚拟机运行机制，为后续学习提供整体把握。Launcher作为启动JVM进程的工具，根据类别可划分为正式版启动器，如在Windows下常用的java.exe和javaw.exe，其中前者保留控制台与输出信息，后者用于GUI程序，不显示输出。使用“java -help”可在控制台查看Launcher的具体使用方法和标准选项配置。

       Launcher并非虚拟机核心，而是封装虚拟机执行外壳，负责加载JRE环境与动态链接库。一个JVM进程仅执行指定Java程序，多个Java程序需同时启动多个JVM进程。HotSpot中Launcher由C语言编写，与gamma共享源码，而Java源码位于不同目录。

       理解Launcher执行原理对于深入HotSpot意义重大。Launcher调用HotSpot核心代码初始化JVM，维护整个生命周期。通过添加_JAVA_LAUNCHER_DEBUG=1环境变量，JVM输出详细打印，直观了解启动过程。大致步骤包括前期初始化、版本验证、创建执行环境、设置虚拟机环境、加载虚拟机、解析参数、虚拟机初始化与线程创建等。

       启动入口在main.c/main方法中，调用java.c/JLI_Launch方法，该方法分为几个部分：初始化、版本验证、创建执行环境、设置虚拟机环境、加载虚拟机、参数解析与虚拟机初始化。新线程执行JavaMain()函数，完成虚拟机创建与Java程序运行。

       JavaMain()方法中参数解析、虚拟机初始化、打印信息、确定主类、获取main方法并调用、获取执行结果与退出虚拟机的流程清晰。调用的关键函数如初始化虚拟机、确定主类、获取方法ID与执行方法、检查结果与销毁虚拟机，共同完成Java程序的执行。