1 Java技术与Java虚拟机
说起Java，人们首先想到的是Java编程语言，然而事实上，Java是一种技术，它由四方面组成: Java编程语言、Java类文件格式、Java虚拟机和Java应用程序接口(Java API)。它们的关系如下图所示：
图1 Java四个方面的关系
运行期环境代表着Java平台，开发人员编写Java代码(.java文件)，然后将之编译成字节码(.class文件)。最后字节码被装入内存， 一旦字节码进入虚拟机，它就会被解释器解释执行，或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。从上图也可以看出Java平台由Java虚拟机和 Java应用程序接口搭建，Java语言则是进入这个平台的通道，用Java语言编写并编译的程序可以运行在这个平台上。这个平台的结构如下图所示：
与大多数高级语言一样，Java通过return语句实现函数的带值返回功能。如：
public static String test(){
String str = "Hello world";
return str;
}
与C/C++的处理方式不同，Java在编写代码时，不允许return语句之后还是其它语句存在。如：
public static String test(){
String str = "Hello world";
return str;
str = "Hello world!"; // 编译错误。
}
但是这种语法规则又不是绝对的。如：
public static String test(){
String str = "try";
try {
return str;
}finally {
str = "finally";
}
}
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当JVM运行Java程序的时候，它会加载对应的class文件，并提取class文件中的信息存放在JVM开辟出来的方法区 内存中。那么这个class文件里面到底有些什么内容呢？
一、class文件内容概述
class文件是由8bits的字节流组成，全部字节构成了15个有意义的项目。这些项目之间没有任何无意义的字节，因此class文件非常紧凑。占据多字节空间的项目按照高位在前的顺序存放。下面我们详细讨论这些项目：
★ magic(魔数) 每个class文件的前4个字节称为魔数，值为0xCAFEBABE。作用在于轻松的辨别class文件与非class文件。
★ minor_version、major_version(次、主版本号) 各占2个字节。随着Java技术的发展，class文件的格式会发生变化。版本号的作用在于使得虚拟机能够认识当前加载class的文件格式。从而准确的提取class文件信息。
★ constant_pool_count 、constance_pool（常量池） 从这里开始的字节组成了常量池 。 存储了诸如符号常量、final常量值、基本数据类型的字面值等内容。JVM会将每一个常量构成一个常量表，每个常量表都有自己的入口地址。而实际上在 JVM会将这些常量表存储在方法区中一块连续的内存空间中，因此class文件会根据常量表在常量池中的位置对其进行索引。比如常量池中的第一个常量表的 索引值就是1，第二个就是2。有的时候常量表A需要常量表B的内容，则在常量表A中会存储常量表B的索引值x。而constant_pool_count 就记录了有多少个常量表，或则所有多少个索引值。实际上，常量池中没有索引值为0的常量表，但这缺失的索引值也被记录在 constant_pool_count中，因此 constant_pool_count等于常量表的数量加1。关于常量池的具体内容，我们会在下面详细讲述，并用一个例子来显示整个class文件的内容。
深入理解JMM more understanding about jmm java memory model(本站开始做英文SEO了)
深入理解JMM的重点
JMM具体规定要JLS的 “Thread and lock”一章中,可以说这是一章非常晦涩的一个规范,要想完全把
它理解清楚,一般的辛苦是不行的.那是要”相当的~~~”的辛苦.而要把它向别人再解释清楚,那简直就
是恶梦.
作者自知无力能全面清楚地向大家说明这一章的内容,但以作者的经验,主要从以下两个方面去理解
可以改快地抓住本质.而不至于陷入”Thread and lock”的泥潭.
一.理解主存储区和线程工作存储区.
二.理解同步的两个功能.
首先要明白的问题:
1.多个线程共有的字段应该用synchronized或volatile来保护.
2.synchronized负责线程间的互斥.即同一时候只有一个线程可以执行synchronized中的代码.
3.volatile负责线程中的变量与主存储区同步.但不负责每个线程之间的同步.
[Main Memory]与[Working Memory]
Main Memory是实例所在的存储区,所有实例和实例的字段都在此区域,为所有线程所共有.
Working Memory是绺个线程独自所拥有的存储区.其中有Main Memory中部分COPY.
根据Java语言规范中的说明，JVM系统中存在一个
主内存（Main Memory），Java中所有的变量存储在主内存中，对于所有的线程是共享的（相当于黑板，其他人都可以看到的）。
每个线程都有自己的工作内存 （Working Memory），工作内存中保存的是主存中变量的拷贝，（相当于自己笔记本，只能自己看到），工作内存由【缓存】和【堆栈】组成，其中缓存【所谓的stack 栈？不明白啊】保存的是主存中的变量的 copy，堆栈保存的是线程局部变量。线程对所有变量的操作都是在工作内存中进行的，线程之间无法直接互相访问工作内存，变量的值得变化的传递需要主存来 完成。在JMM中通过并发线程修改的变量值，必须通过线程变量同步到主存后，其他线程才能访问到。
大体上来讲，线程对某个变量的操作可以简化成下面的步骤：
1.从主内存中复制数据到工作内存
2.执行代码，对数据进行各种操作和计算
3.把操作后的变量值重新写回主内存中
当然这样的运行顺序也是我们所期望的！但是， JVM并不保证第1步和第3步会严格按照上述次序立即执行。因为根据java语言规范的规定，线程的工作内存和主存间的数据交换是松耦合的，什么时候需要 刷新工作内存或者什么时候更新主存的内容，可以由具体的虚拟机实现自行决定【悲了个剧】。由于JVM可以对特征代码进行调优，也就改变了某些运行步骤的次序的颠倒，那 么每次线程调用变量时是直接取自己的工作存储器中的值还是先从主存储器copy再取是没有保证的，任何一种情况都可能发生。同样的，线程改变变量的值之 后，是否马上写回到主存储器上也是不可保证的，也许马上写，也许过一段时间再写。
那么，在多线程的应用场景下就会出现问题了，多个线程同时访问同一个代码 块，很有可能某个线程已经改变了某变量的值，当然现在的改变仅仅是局限于工作内存中的改变，此时JVM并不能保证将改变后的值立马写到主内存中去，也就意 味着有可能其他线程不能立马得到改变后的值，依然在旧的变量上进行各种操作和运算，最终导致不可预料的结果。
这样的情况是不是就不能避免了呢？
Java程序员都知道synchronized关键字强制实施一个互斥锁，使得被保护的代码块在同一时间只能有一个线程进入并执行。当然 synchronized还有另外一个方面的作用：在线程进入synchronized块之前，会把工作存内存中的所有内容映射到主内存上，然后把工作内 存清空再从主存储器上拷贝最新的值。而在线程退出synchronized块时，同样会把工作内存中的值映射到主内存，但此时并不会清空工作内存。这样一 来就可以强制其按照上面的顺序运行，以保证线程在执行完代码块后，工作内存中的值和主内存中的值是一致的，保证了数据的一致性！
参考：http://www.javaeye.com/topic/438068
Java™ 语言包含两种内在的同步机制：同步块（或方法）和 volatile 变量。这两种机制的提出都是为了实现代码线程的安全性。其中 Volatile 变量的同步性较差（但有时它更简单并且开销更低），而且其使用也更容易出错。在这期的 Java 理论与实践中，Brian Goetz 将介绍几种正确使用 volatile 变量的模式，并针对其适用性限制提出一些建议。
Java 语言中的 volatile 变量可以被看作是一种 “程度较轻的 synchronized”；与 synchronized 块相比，volatile 变量所需的编码较少，并且运行时开销也较少，但是它所能实现的功能也仅是 synchronized 的一部分。本文介绍了几种有效使用 volatile 变量的模式，并强调了几种不适合使用 volatile 变量的情形。
锁提供了两种主要特性：互斥（mutual exclusion） 和可见性（visibility）。
互斥 即一次只允许一个线程持有某个特定的锁，因此可使用该特性实现对共享数据的协调访问协议，这样，一次就只有一个线程能够使用该共享数据。
可见性要更加复杂 一些，它必须确保释放锁之前对共享数据做出的更改对于随后获得该锁的另一个线程是可见的【就是修改必须同步到主存的意思？】 —— 如果没有同步机制提供的这种可见性保证，线程看到的共享变量可能是修改前的值或不一致的值，这将引发许多严重问题。
内存模型 (memory model)
内存模型描述的是程序中各变量（实例域、静态域和数组元素）之间的关系，以及在实际计算机系统中将变量存储到内存和从内存取出变量这样的低层细节.
不同平台间的处理器架构将直接影响内存模型的结构.
在C或C++中, 可以利用不同操作平台下的内存模型来编写并发程序. 但是, 这带给开发人员的是, 更高的学习成本.
相比之下, java利用了自身虚拟机的优势, 使内存模型不束缚于具体的处理器架构, 真正实现了跨平台.
(针对hotspot jvm, jrockit等不同的jvm, 内存模型也会不相同)
内存模型的特征:
a, Visibility 可视性 (多核,多线程间数据的共享)
b, Ordering 有序性 (对内存进行的操作应该是有序的)
All instance fields, static fields and array elements are stored in heap memory . Local variables ( §14.4) , formal method parameters ( §8.4.1) or exception handler parameters are never shared between threads and are unaffected by the memory model.
1.反射机制概述
Reflection是Java 程序开发语言的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，或者说”自审”，并能直接操作程序的内部属性。例如，使用它能获得 Java 类中各成员的名称并显示出来。这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射（Reflection）机制。
Java 反射机制主要提供了以下功能：
在运行时判断任意一个对象所属的类。
在运行时构造任意一个类的对象。
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
在运行时调用任意一个对象的方法。
在JDK中，主要由以下类来实现Java反射机制，这些类都位于java.lang.reflect包中：
Class类：代表一个类。
Field 类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。
Method类：代表类的方法。
Constructor 类：代表类的构造方法。
Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。[1]
