Java虚拟机学习（二）—主流Java虚拟机分类及发展历程

本是古典何须时尚 2022-09-02 12:46 213阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  Sun Classic VM
     *  Exact VM
     *  Hotspot VM
     *  JRockit VM
     *  IBM J9 VM
     *  KVM和CDC/CLDC Hotspot
     *  Azul VM 、Liquid VM
     *   *  Azul VM
         *  Liquid VM
     *  Apache Harmony
     *  Microsoft JVM
     *  Taobao JVM/Alibaba JVM
     *  Dalvik VM 及其他虚拟机
     *  Graal VM

## Sun Classic VM ##

*  世界上第一款商用的虚拟机
 *  在JDK1.4时被完全淘汰
 *  hotspot虚拟机内置了此虚拟机
 *  这款虚拟机内部只提供了解释器，执行效率比较低
 *  如果使用JIT编译器（即时编译器），则需要外挂。但一旦使用了JIT编译器，JIT就会接管虚拟机的执行系统，解释器就不再工作

## Exact VM ##

*  解决上一个虚拟机问题，jdk1.2时，sun提供了此虚拟机
 *  exact Memory Management：准确式内存管理
    
     *  也可以叫Non-Conservative/Accurate Memory Manegement
     *  虚拟机可以知道内存中某个位置的数据具体是什么类型
 *  具备线代高性能虚拟机的雏形
    
     *  热点探测
     *  编译器与解释器混合工作模式
 *  只在Solaris平台短暂使用，其它平台上还是classic VM
    
     *  最后被Hotspot虚拟机替换

## Hotspot VM ##

*  历史
    
     *  最初由一家“Longview Technologies” 的公司设计
     *  97年被sun收购
     *  29年被Oracle收购
     *  JDK1.3时，Hotspot成为默认虚拟机
 *  目前Hotspot占有绝对的市场地位
    
     *  JDK6或JDK8中的虚拟机都是默认Hotspot
     *  Sun/Oracle JDK和open JDK 的默认虚拟机
     *  其它两个商用单独虚拟机都没有方法区的概念
 *  服务器、桌面到移动端、嵌入式都有应用
 *  Hotspot就是指的热点代码探测技术
    
     *  通过计数器找到最具有编译价值的代码，触发即使编译或栈上替换
     *  通过编译器与解释器协同工作，在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡

## JRockit VM ##

*  三大商用虚拟机之一
 *  专注于服务端应用
 *  **JRockit内部不包含解析器实现**，不太关注程序启动速度，全部代码都靠即时编译器编译后运行
 *  **JRockit是世界上最快的JVM**
 *  全面的Java运行时方案组合
    
     *  JRockit面向延迟敏感性应用的解决方案JRockit Real Time 提供以毫秒或者微秒级的JVM响应时间，适合财务、军事网络、电信网络的需要
     *  MissionControl服务套件，它是一组以极低的开销来监控、管理和分析生产环境中的应用程序的工具
 *  08年BEA被oralce收购
 *  Oracle大致在JDK8中万完成了对JRockit和Hotspot虚拟机的整合，在Hotspot基础上一致JRockit的优秀特性

## IBM J9 VM ##

*  全称：IBM Technology for Java Virtual Machine，键程IT4J，内部代号J9
 *  市场定位与Hotspot接近
 *  广泛用于IBM的Java产品中
 *  三大商用虚拟机之一
 *  在IBM自己的产品中使用比较稳定
 *  17年左右，IBM发布了开源的J9 VM，命名为OpenJ9，交给Eclispse基金会管理，也成为了eclipse Open J9

## KVM和CDC/CLDC Hotspot ##

*  Oracle在Java ME产品线上的两款虚拟机为：CDC/CLDC Hotspot Implementation VM
 *  KVM（Kilobyte）是CLDC-HI早期产品
 *  目前移动端领域地位尴尬，智能手机被Android和IOS 二分天下
 *  KVM简单、轻量、高度可移植，面向更低端的设备还维持自己的一片市场
    
     *  智能控制器、传感器
     *  老人手机、欠发达地区的功能机
 *  所有虚拟机的原则：一次编译，到处运行

## Azul VM 、Liquid VM ##

*  都与硬件平台绑定的专有虚拟机

### Azul VM ###

*  是Azul Systems公司在HotSpot基础上进行大量改造，运行在该公司专有硬件Vega系统上的Java虚拟机
 *  **每个Azul VM实例都可以管理至少数十个CPU和数百GB内存的硬件资源，并且提供巨大内存范围内实现可控的GC时间的垃圾收集器，朱哪有硬件优化的线程调度等优秀特性**
 *  2010年，Azul Systems公司开始从硬件转向软件，发不了自己的Zing JVM 可以在通用x86平台上提供接近于Vega系统的特性

### Liquid VM ###

*  BEA公司研发，直接运行在Hypervisor系统上
 *  Liquid VM就是现在的JRockit VE（virtual Edition），**不需要操作系统的支持，或者说它本身实现了一个专用操作系统的必要功能，如线程调度、文件系统、网络支持等**
 *  随着JRockit中止开发，Liquid VM也停止了

## Apache Harmony ##

*  Apache与Intel联合推出的
 *  与JDk1.5、JDK1.6兼容的运行平台
 *  Sun坚决不让Harmony获得JCP认证最终于2011年退役，IBM转而参与OpenJDK
 *  虽然目前没有Apache Harmony被大规模商用的案例，但是它的Java类库代码被吸纳进了Android SDK

## Microsoft JVM ##

*  微软为了在IE3中支持Java Applets，开发了Microsoft JVM
 *  只能在Windows平台下运行
 *  在当时的Windows下是性能最好的JVM
 *  97年微软被起诉侵犯商标、不正当竞争，微软在xp sp3中移除了该虚拟机，现在windows上安装的jdk都是hotspot

## Taobao JVM/Alibaba JVM ##

*  由AliJVM团队发布
 *  基于OpenJDK 开发了自己的定制版本AlibabaJDK，简称AJDK。是整个阿里Java体系的基石
 *  基于OpenJDK、HotspotVM 发布的国内第一个优化、深度定制且开源的**高性能服务器版**Java虚拟机
    
     *  创新的GCIH（GC invisible heap）技术实现了off-heap，**即将生命周期较长的Java对象从heap中移到heap(堆)之外，并且GC不能管理GCIH内部的Java对象，以降低GC的回收频率和GC的回收效率**
     *  GCIH中的 **对象能在多个Java虚拟机进程中实现共享**
     *  使用crc32指令实现JVM intrinsic 降低JNI的调用开销
     *  PMU hardware的Java profiling tool和诊断协助功能
     *  针对大数据场景的ZenGC
 *  taobao vm应用在阿里产品上性能高，硬件严重依赖intel的CPU，损失了兼容性，但是提高了性能

## Dalvik VM 及其他虚拟机 ##

*  Google开发的，应用于Android系统，并且在android2.2中提供了JIT
 *  不是Java虚拟机，没有遵循Java虚拟机规范
 *  基于寄存器架构，不是JVM的栈架构
 *  执行的是编译以后的dex（Darvlik Executable）文件，执行效率比较高
    
     *  文件可以通过class文件转化而来
     *  使用Java语法编写程序
     *  可以直接使用发部分的JavaAPI
 *  Android5.0使用支持提前编译（Ahead of Time Comliation，AOT）的ART VM替换Dalvik VM

## Graal VM ##

*  18年4月，Oracle Labs公开了Graal VM，号称“Run Programs Faster Anywhere”
 *  在Hotspot基础上增强而形成的 **跨语言全栈虚拟机，可以作为“任何语言”的运行平台**，包括：Java Scala Groovy Kotlin； C、C++ 、 JavaScript、Ruby、Python R 等
 *  支持不同语言中混用对方的接口和对象，支持这些语言使用已经编写好的本地库文件
 *  工作原理是将这些语言的源代码或者源代码编译后的中间格式，通过解释器转换为能被Graal VM接收的中间表示，Graal VM提供Truffle工具集快速构建面向一种新语言的解释器。在运行时还能进行即时编译优化，获得比原生编译器更优秀的执行效率
 *  Graal VM 可能是最有希望取代Hotspot的虚拟机，但是目前Java的软件生态没有丝毫变化