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当你打印 Hello World 的时候到底发生了什么？

发表于 更新于 分类于
本文字数： 2.9k 阅读时长 ≈ 3 分钟

一个最简单的例子，当我们在 IDE 中写入 Hello World 代码，并右键运行后，控制台会打印出来 Hello World! 的字符串，那么这中间到底发生了什么？

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public class Hello {
    String name = "Jack";
    public static void main(String[] args) {
        Hello test = new Hello();
        System.out.println("Hello " + test.name);
        while (true) {}
    }
}

写入 IDE 里的代码都是存到 .java 文件中的，在保存后 IDE 会将它编译为 .class 文件。这个文件也叫字节码文件，有自己的一套规则。之后当我们运行这个字节码文件时，一个 JVM 虚拟机被启动，解析这个文件，将文件中的各种变量，方法分配到虚拟机的各功能区。运行代码中的打印逻辑，并输出到终端。

java -> class

从 java 文件到 class 的功能可以简单概括为 javac 命令的功能。其中主要涉及到编译器的相关只是，可以参考 编译原理 加深了解。简单概括步骤有：词法分析 -> 语法分析 -> 语义分析 -> 字节码生成

运行

运行主要涉及到 JVM 启动，类加载，逻辑执行，可以通过看 深入理解JVM虚拟机 加深了解

jmap 查看堆中对象分布

运行示例代码，通过 ps -ef | grep Hello 拿到线程 pid. 然后使用 jmap -heap <pid> 查看对象情况。结果失败。。。

PS: jps 可以很方便的查看 java 程序 pid

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Jack > ~ > jmap -heap 68202
Attaching to process ID 68202, please wait...
ERROR: attach: task_for_pid(68202) failed: '(os/kern) failure' (5)
Error attaching to process: sun.jvm.hotspot.debugger.DebuggerException: Can't attach to the process. Could be caused by an incorrect pid or lack of privileges.
sun.jvm.hotspot.debugger.DebuggerException: sun.jvm.hotspot.debugger.DebuggerException: Can't attach to the process. Could be caused by an incorrect pid or lack of privileges.

操作系统为 MacOS, java1.8。一开始说是权限问题，但是用了 root 也不顶用，然后说是 1.8 以前不支持。本地安装 j14 然后按照之前的步骤运行 cmd 还是一样的错误。在 14 版本中，命令变了，j9 之后需要使用 jhsdb jmap --heap --pid 68633 做查询。难道是 MacOS 需要什么特殊设置 (´Д` ) 容我找太其他系统的机子试试水先。。。

可能就是系统问题把，或者公司的机子有什么限制？用家里的 Windows 试了下是可以 work 的

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PS C:\Users\jack> jhsdb jmap --heap --pid 10648
Attaching to process ID 10648, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 11.0.6+8-LTS

using thread-local object allocation.
Garbage-First (G1) GC with 4 thread(s)

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 40
   MaxHeapFreeRatio         = 70
   MaxHeapSize              = 2118123520 (2020.0MB)
   NewSize                  = 1363144 (1.2999954223632812MB)
   MaxNewSize               = 1270874112 (1212.0MB)
   OldSize                  = 5452592 (5.1999969482421875MB)
   NewRatio                 = 2
   SurvivorRatio            = 8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize         = 1048576 (1.0MB)

Heap Usage:
G1 Heap:
   regions  = 2020
   capacity = 2118123520 (2020.0MB)
   used     = 1048576 (1.0MB)
   free     = 2117074944 (2019.0MB)
   0.04950495049504951% used
G1 Young Generation:
Eden Space:
   regions  = 1
   capacity = 15728640 (15.0MB)
   used     = 1048576 (1.0MB)
   free     = 14680064 (14.0MB)
   6.666666666666667% used
Survivor Space:
   regions  = 0
   capacity = 0 (0.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 0 (0.0MB)
   0.0% used
G1 Old Generation:
   regions  = 0
   capacity = 118489088 (113.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 118489088 (113.0MB)
   0.0% used

使用 histo 参数查看对象大小

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PS C:\Users\jack> jhsdb jmap --histo --pid 10648
Attaching to process ID 10648, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 11.0.6+8-LTS
Iterating over heap. This may take a while...
Object Histogram:

num       #instances    #bytes  Class description
--------------------------------------------------------------------------
1:              551     357184  char[]
2:              3641    258616  byte[]
3:              1629    98808   java.lang.Object[]
...
304:            1       16      float[]
305:            1       16      boolean[]
306:            1       16      Hello
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