JVM简介

ゝ一世哀愁。 2022-09-24 05:15 215阅读 0赞

引言：学习Java语言的工程师，都不可避免会碰到JVM这个名词，虽然在开发中使用不多，但是了解起功能和底层的功能原理，对于大家更深入的掌握Java还是非常有帮助的，这里讲对JVM做一个简要的综述。

1.  什么是JVM？

JVM是Java Virtual Machine的缩写，通常成为java虚拟机，作为Java可以进行一次编写，到处执行（Write once, run anywhere)的平台基础，由JVM帮工程师屏蔽了不同平台的差异性，提供了一致的编写接口。

谈到JVM，我们不得不讨论一下什么是VM（Virtual Machine），我们在工作中碰到的虚拟由VMWare, Xen, Virtual Box等提供的虚拟机解决方案，还有OpenStack的云解决方案，本质上它们都是虚拟机的技术路线，基于软件来模拟计算机硬件的指令集合，包括网卡，CPU，硬盘存储，IO设备，内存设备等等，从基于目前的软件方案充分发掘硬件设备的利用率和效能，在一台物理机器上做出若干台貌似完全的独立虚拟机器，以至于云平台出来。

JVM本身是一套软件程序，模拟ava Class规范的字节码指令集合，从而可以进行class的加载以及执行。

2.  JVM的演变历史（这里的JDK主要描述JVM的功能）

*    1996年， JDK 1.0 classic VM， 纯解释执行，基于外挂进行JIT，落下了Java执行慢的坏名声
 *    1997 年   JDK 1.1  支持AWT、内部类、JDBC、RMI、反射
 *    1998年， JDK 1.2 ， JIT混合解释器，精确内存管理，GC性能提升
 *    2000年，JDK 1.3 Hotspot虚拟机登场， JVM的一个里程碑  
    
 *    2002年，JDK 1.4， 一个应用非常广泛的版本，  支持NIO  IPV6 日志API  加密类
 *    2004年， JDK 1.5/JDK 5，支持泛型注解装箱枚举可变长的参数Foreach循环
 *    2006年4月，JDK 6， 支持脚本语言支持JDBC 4.0Java编译器 API，允许基于程序来动态编译代码，加入对动态语言的初步支持
 *   2011年7月， JDK 7， 动态语言增强支持，NIO 2， G1垃圾回收算法的引入，提升JVM大型应用的支持
 *   2014年3月， JDK 8， Lambda表达式语法增强  Java类型注解  
    
 *   2016年预计， JDK 9， 模块化支持等

总结来说， 前期JDK的升级速度是飞快的，在Java逐渐占领市场之后，引入JCP慢慢得升级变得更为谨慎和周期延长；新特性不停的加入，语言本身变得愈加复杂，JVM性能日渐提升，特别是G1回收算法的引入。在JDK 8之后，逐步引入了动态语言的若干特性，跟风之嫌非常明显，对于Java体现来说不知是好是坏....

3.  我们曾经见过的JDK

第一个当然是大名鼎鼎的Sun JDK， 应用最广，属于主流平台，后被Oracle收购之后，变成了Oracle JDK.

第二个是BEA的JRocket JDK, 相对于同时代的Sun JDK而言，性能精良卓越，由于Sun JDK。后被Oracle收购，与Sun JDK合并，消失。

第三个IBM的JDK， 主要用于IBM的Webspere应用服务器，非开源的，应用不多，在应用服务器大火的时代，随WebSphere而盛名大噪，而随着集群技术的日渐成熟，逐渐消失。

第四个是Apache的Harmony， 在Apache退出JCP之后，自行开放了一个JDK，后退出市场。

第五个是Open JDK，其实只是Sun JDK的开源版本，后被Oracle接收，作为JDK中新技术的试验田，逐步融合进入Oracle JDK。

4.  Java语言规范和JVM规范

Java语言规范是描述Java语言本身的 大纲，包括语法，词法，数据类型以及文法。 JVM规范是描述Class文件格式，JVM执行流程和指令集的。 Java语言编写的代码编译成Java Class文件格式，从而被JVM来执行，这个是两者之间的耦合点。

但是JVM是一个平台，不仅仅支持Java语言，目前其支持众多的新型语言： Groovy， Scala（Spark的编写语言），Cloure， JPython， JRuby等，只要是编译出来的class遵守JVM的规范，即可被JVM解释执行；这个也是JVM作为一个平台，与Java语言独立发展的源动力，随着后续JVM性能的提升以及平台稳定，也给不同的新语言提供了运行平台，从而导致了百花齐放般的JVM 语言出现。

JVM的数据类型与Java语言规范中的数据类型并不一致，其中很多的数据类型更侧重于底层字节和数据的解释执行。

JVM中有堆(Java Object分配空间），栈（线程执行区域），方法区， PC（Program Counter)程序计数器等组成，除了上面提到了指令集合，加载顺序以及解释执行顺序等。

5. JVM还有什么额外功能

*      反射 java.lang.reflect  
    
 *      ClassLoader （与Java语言中的Class Loader不同，其为最底层的加载器，基于c语言来实现的dll链接库，非Java语言实现）  
    
 *      初始化class和interface  
    
 *      安全相关 java.security  
    
 *      多线程  
    
 *      弱引用

6.  总结

JVM是独立于Java语言的一套规范以及一个Class解释执行的平台软件，以其性能精良、稳定高效，赢得了大型应用的亲睐，我们讲逐步深入其中了解更多的JVM内容。