滚雪球学Java(45):探秘Java Runtime类:深入了解JVM运行时环境

简介: 【5月更文挑战第20天】🏆本文收录于「滚雪球学Java」专栏,专业攻坚指数级提升,希望能够助你一臂之力,帮你早日登顶实现财富自由🚀;同时,欢迎大家关注&&收藏&&订阅!持续更新中,up!up!up!!

在这里插入图片描述

  咦咦咦,各位小可爱,我是你们的好伙伴——bug菌,今天又来给大家普及Java SE相关知识点了,别躲起来啊,听我讲干货还不快点赞,赞多了我就有动力讲得更嗨啦!所以呀,养成先点赞后阅读的好习惯,别被干货淹没了哦~


🏆本文收录于「滚雪球学Java」专栏,专业攻坚指数级提升,助你一臂之力,带你早日登顶🚀,欢迎大家关注&&收藏!持续更新中,up!up!up!!

环境说明:Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

@[toc]

  在Java开发语言中,我们常常需要深入了解JVM运行时环境,以优化代码实现和提高性能。而Java Runtime类就是一个与JVM运行时环境相关的基础类。

  本文将深入探讨Java Runtime类的相关知识点,包括其概述、定义和作用、常用方法介绍、源代码、测试用例和全文总结。

前言

  在Java程序员日常的开发过程中,经常要与JVM(Java虚拟机)打交道,而JVM是Java程序运行的底层环境。而Java Runtime类就是Java程序与JVM沟通的重要途径之一。在本篇文章中,我们将对Java Runtime类进行深入的探讨,了解它的作用和使用方法。

摘要

  本文主要介绍Java Runtime类的作用和使用方法。内容包括:Java Runtime类的定义和作用、Java Runtime类的常用方法、Java Runtime类的测试用例等。通过阅读本文,读者将深入了解JVM运行时环境。

Java Runtime类

定义和作用

  Java Runtime类代表了Java程序的运行时环境,可以用来获取JVM的一些信息,比如JVM的版本号、运行时环境的内存情况等。Java Runtime类是一个单例类,即在一个Java虚拟机中只有一个实例,其实例可以通过调用静态方法Runtime.getRuntime()来获取。
  我们可以使用下面的代码获取Java Runtime实例:

Runtime runtime = Runtime.getRuntime();

Java Runtime类用于管理JVM运行时环境,其常用功能包括:

  • 控制JVM的堆大小;
  • 启动和关闭JVM子进程;
  • 获得JVM当前的内存使用情况。
    Java Runtime类包含了很多有用的方法,我们可以根据需要进行使用。

常用方法

Java Runtime类提供了很多有用的方法,下面简要介绍几个常用的方法:

  1. availableProcessors():返回JVM可用的处理器数目;
  2. exec():启动一个独立进程,并在此进程中执行指定的命令;
  3. freeMemory():返回JVM当前空闲的内存量;
  4. totalMemory():返回JVM当前总共可用的内存量;
  5. gc():强制执行垃圾回收;
  6. exit():强制结束JVM的运行;
  7. addShutdownHook():注册一个线程,在JVM关闭时执行。

下面对这些方法进行详细的介绍。

availableProcessors()

availableProcessors()方法返回JVM可用的处理器数目。例如,如果返回值为4,表示该JVM实例可以使用4个处理器。

int processors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
System.out.println("处理器数目:" + processors);

exec()

exec()方法启动一个独立进程,并在此进程中执行指定的命令。

Process process = Runtime.getRuntime().exec("notepad.exe");

在Windows系统中,以上代码将会启动记事本编辑器。

freeMemory()

freeMemory()方法返回JVM当前空闲的内存量。

long freeMemory = Runtime.getRuntime().freeMemory();
System.out.println("空闲内存:" + freeMemory);

totalMemory()

totalMemory()方法返回JVM当前总共可用的内存量。

long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
System.out.println("总共可用内存:" + totalMemory);

gc()

gc()方法强制执行垃圾回收。

Runtime.getRuntime().gc();

exit()

exit()方法强制结束JVM的运行。

Runtime.getRuntime().exit(0);

以上代码将会在JVM运行结束时返回0。

addShutdownHook()

addShutdownHook()方法注册一个线程,在JVM关闭时执行。

Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
   
   
    System.out.println("JVM正在关闭...");
}));

以上代码将会在JVM关闭时打印一条信息。

优缺点分析

  Java Runtime类是Java程序中一个非常重要的类,它提供了许多与Java虚拟机(JVM)相关的方法和接口,可以用于控制JVM的行为。

优点:

  1. 运行时环境:Java Runtime类允许程序访问到当前JVM运行状态的信息,从而可以根据这些信息来做出相应的处理,使得程序更灵活、更高效。

  2. 内存管理:Java Runtime类提供了一些功能强大的内存管理工具,如垃圾回收器和内存分配器,可以帮助程序更有效地使用JVM中的内存资源。

  3. 程序控制:Java Runtime类提供了许多与程序控制相关的方法,如启动新的进程、杀死进程和设置进程环境变量等,可以使程序更方便地实现进程间通信和操作系统资源的管理。

    缺点:

  4. 学习门槛高:Java Runtime类是Java语言中的高级特性,需要用户具备相应的Java编程知识和经验。

  5. 需要花费额外的时间和精力:使用Java Runtime类需要编写额外的代码并进行调试和测试,这会增加开发成本和复杂度。

    应用场景

    如下是场景的应用场景,同学们可以一借参考:

  6. 内存管理:Java Runtime类可以用于控制JVM的垃圾回收机制,以及优化程序的内存分配和释放,特别是在大型、复杂的应用程序中,这一点非常重要。

  7. 程序控制:Java Runtime类可以用于启动新进程、杀死进程或与其他程序进行通信,这在分布式应用程序和多进程应用程序中都非常有用。

  8. 系统监控:Java Runtime类可以用于监视JVM的运行状态、内存使用情况、线程和进程信息等,可以帮助程序员更好地了解和调试应用程序的行为。

    源码解析

  以下是Java Runtime类的部分源代码,可以帮助我们进一步深入了解Java Runtime类的实现机制。

public class Runtime {
   
   
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

    public static Runtime getRuntime() {
   
   
        return currentRuntime;
    }

    private Runtime() {
   
   }

    public static Runtime getRuntime() {
   
   
        return currentRuntime;
    }

    public native int availableProcessors();

    public Process exec(String command) throws IOException {
   
   
        // TODO
    }

    public native long freeMemory();

    public native long totalMemory();

    public native long maxMemory();

    public native void gc();

    public void exit(int status) {
   
   
        // TODO
    }

    public void addShutdownHook(Thread hook) {
   
   
        // TODO
    }
}

  具体大家可以去java.lang包下的Runtime类中再仔细琢磨下,这里我就大概带过,具体如何使用可以看如下测试用例。

源码截图如下:

在这里插入图片描述

测试用例

  以下是Java Runtime类的测试用例,可以帮助我们进一步了解Java Runtime类的使用方法。

测试代码

测试代码如下,仅供参考:

package com.demo.javase.day45;

import java.io.IOException;

/**
 * 演示 Java-Runtime类
 *
 * @author bug菌
 * @version 1.0
 * @date 2023/10/10 14:14
 */
public class TestRuntime {
   
   

    public static void main(String[] args) throws IOException {
   
   
        // 返回JVM可用的处理器数目
        int processors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        System.out.println("处理器数目:" + processors);

        // 启动记事本编辑器
        Process process = Runtime.getRuntime().exec("notepad.exe");

        // 返回JVM当前空闲的内存量
        long freeMemory = Runtime.getRuntime().freeMemory();
        System.out.println("空闲内存:" + freeMemory);

        // 返回JVM当前总共可用的内存量
        long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
        System.out.println("总共可用内存:" + totalMemory);

        // 强制执行垃圾回收
        Runtime.getRuntime().gc();

        // 强制结束JVM的运行
        Runtime.getRuntime().exit(0);

        // 注册一个线程,在JVM关闭时执行
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
   
   
            System.out.println("JVM正在关闭...");
        }));
    }
}

测试结果

执行如上测试用例,结果如下:

在这里插入图片描述

同样,记事本也被直接启动了:

        // 启动记事本编辑器
        Process process = Runtime.getRuntime().exec("notepad.exe");

示例截图如下:

在这里插入图片描述

代码解析

  上面这段代码是 Java 中使用 Runtime 类的示例,Runtime 类是一个单例类,它代表了当前 Java 应用程序的运行时环境。该类提供了一些方法可以获取处理器数目、可用内存等系统信息,以及执行系统命令、强制进行垃圾回收等操作。

具体来说,代码中使用了以下方法:

  1. Runtime.getRuntime().availableProcessors() 返回 JVM 可用的处理器数目。
  2. Runtime.getRuntime().exec("notepad.exe") 启动记事本编辑器。
  3. Runtime.getRuntime().freeMemory() 返回 JVM 当前空闲的内存量。
  4. Runtime.getRuntime().totalMemory() 返回 JVM 当前总共可用的内存量。
  5. Runtime.getRuntime().gc() 强制执行垃圾回收操作。
  6. Runtime.getRuntime().exit(0) 强制结束 JVM 的运行,并指定退出状态码为 0。
  7. Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {...})) 注册一个线程,在 JVM 关闭时执行。

  可以看出,Runtime 类提供了一些有用的方法,可以帮助开发者更好地了解和管理当前 Java 应用程序的运行时环境。

小结

  本篇文章介绍了Java Runtime类的作用和使用方法,包括Java Runtime类的定义和作用、Java Runtime类的常用方法、Java Runtime类的测试用例等。通过本文的学习,读者可以更深入的了解JVM运行时环境,进而更好地进行Java程序开发。

附录源码

  如上涉及所有源码均已上传同步在「Gitee」,提供给同学们一对一参考学习,辅助你更迅速的掌握。

总结

  Java Runtime类是Java程序与JVM沟通的重要途径之一,通过Java Runtime类的方法可以获取JVM的一些信息,还可以运行垃圾回收器等。掌握Java Runtime类的使用方法,有助于程序员更好地进行Java程序开发。

☀️建议/推荐你


  无论你是计算机专业的学生,还是对编程有兴趣的小伙伴,都建议直接毫无顾忌的学习此专栏「滚雪球学Java」,bug菌郑重承诺,凡是学习此专栏的同学,均能获取到所需的知识和技能,全网最快速入门Java编程,就像滚雪球一样,越滚越大,指数级提升。

  最后,如果这篇文章对你有所帮助,帮忙给作者来个一键三连,关注、点赞、收藏,您的支持就是我坚持写作最大的动力。

  同时欢迎大家关注公众号:「猿圈奇妙屋」 ,以便学习更多同类型的技术文章,免费白嫖最新BAT互联网公司面试题、4000G pdf电子书籍、简历模板、技术文章Markdown文档等海量资料。


目录
相关文章
|
7天前
|
存储 Java 程序员
Java面试题:方法区在JVM中存储什么内容?它与堆内存有何不同?
Java面试题:方法区在JVM中存储什么内容?它与堆内存有何不同?
29 10
|
7天前
|
存储 运维 Java
Java面试题:JVM的内存结构有哪些主要部分?请简述每个部分的作用
Java面试题:JVM的内存结构有哪些主要部分?请简述每个部分的作用
28 9
|
7天前
|
存储 安全 Java
Java面试题:在JVM中,堆和栈有什么区别?请详细解释说明,要深入到底层知识
Java面试题:在JVM中,堆和栈有什么区别?请详细解释说明,要深入到底层知识
19 3
|
7天前
|
存储 Java 编译器
Java面试题:描述方法区(Method Area)的作用以及它在JVM中的演变(从永久代到元空间)
Java面试题:描述方法区(Method Area)的作用以及它在JVM中的演变(从永久代到元空间)
15 3
|
7天前
|
算法 Java
Java面试题:列举并解释JVM中常见的垃圾收集器,并比较它们的优缺点
Java面试题:列举并解释JVM中常见的垃圾收集器,并比较它们的优缺点
18 3
|
7天前
|
缓存 Prometheus 监控
Java面试题:如何监控和优化JVM的内存使用?详细讲解内存调优的几种方法
Java面试题:如何监控和优化JVM的内存使用?详细讲解内存调优的几种方法
26 3
|
7天前
|
监控 Java 开发者
Java面试题:如何使用JVM工具(如jconsole, jstack, jmap)来分析内存使用情况?
Java面试题:如何使用JVM工具(如jconsole, jstack, jmap)来分析内存使用情况?
14 2
|
7天前
|
Java UED
Java面试题:描述JVM中垃圾收集的Stop-The-World现象及其影响
Java面试题:描述JVM中垃圾收集的Stop-The-World现象及其影响
10 1
|
7天前
|
安全 Java 开发者
Java面试题:什么是Java 15中的密封类以及其限制?还有哪些其他特性用于限制类继承的机制吗?
Java面试题:什么是Java 15中的密封类以及其限制?还有哪些其他特性用于限制类继承的机制吗?
13 1
|
5天前
|
存储 算法 Java
JAVA内存模型与JVM内存模型的区别
JAVA内存模型与JVM内存模型的区别