标签：开源 VID intel contain heap 产品线 lips 计算机系统 manage
笔记来源：尚硅谷JVM全套教程，百万播放，全网巅峰（宋红康详解java虚拟机）
同步更新：https://gitee.com/vectorx/NOTE_JVM
作为Java工程师的你曾被伤害过吗？你是否也遇到过这些问题？
大部分Java开发人员，除会在项目中使用到与Java平台相关的各种高精尖技术，对于Java技术的核心Java虚拟机了解甚少。
开发人员如何看待上层框架
一些有一定工作经验的开发人员，打心眼儿里觉得SSM、微服务等上层技术才是重点，基础技术并不重要，这其实是一种本末倒置的“病态”。
如果我们把核心类库的API比做数学公式的话，那么Java虚拟机的知识就好比公式的推导过程。
计算机系统体系对我们来说越来越远，在不了解底层实现方式的前提下，通过高级语言很容易编写程序代码。但事实上计算机并不认识高级语言
我们为什么要学习JVM？
Java vs C++
垃圾收集机制为我们打理了很多繁琐的工作，大大提高了开发的效率，但是，垃圾收集也不是万能的，懂得JVM内部的内存结构、工作机制，是设计高扩展性应用和诊断运行时问题的基础，也是Java工程师进阶的必备能力。
TIOBE语言热度排行榜：index | TIOBE - The Software Quality Company
| Programming Language | 2021 | 2016 | 2011 | 2006 | 2001 | 1996 | 1991 | 1986 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Java | 2 | 1 | 1 | 1 | 3 | 26 | - | - |
| Python | 3 | 5 | 6 | 8 | 27 | 19 | - | - |
| C++ | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 8 |
| C# | 5 | 4 | 5 | 7 | 13 | - | - | - |
| Visual Basic | 6 | 13 | - | - | - | - | - | - |
| JavaScript | 7 | 8 | 10 | 9 | 10 | 32 | - | - |
| PHP | 8 | 6 | 4 | 4 | 11 | - | - | - |
| SQL | 9 | - | - | - | - | - | - | - |
| R | 10 | 17 | 31 | - | - | - | - | - |
| Lisp | 34 | 27 | 13 | 14 | 17 | 7 | 4 | 2 |
| Ada | 36 | 28 | 17 | 16 | 20 | 8 | 5 | 3 |
| (Visual) Basic | - | - | 7 | 6 | 4 | 3 | 3 | 5 |
世界上没有最好的编程语言，只有最适用于具体应用场景的编程语言
JVM：跨语言的平台
Java是目前应用最为广泛的软件开发平台之一。随着Java以及Java社区的不断壮大Java 也早已不再是简简单单的一门计算机语言了，它更是一个平台、一种文化、一个社区。
每个语言都需要转换成字节码文件，最后转换的字节码文件都能通过Java虚拟机进行运行和处理
字节码
多语言混合编程
如何真正搞懂JVM？
Java虚拟机非常复杂，要想真正理解它的工作原理，最好的方式就是自己动手编写一个！
自己动手写一个Java虚拟机，难吗？
天下事有难易乎？
为之，则难者亦易矣；不为，则易者亦难矣
在JDK11之前，OracleJDK中还会存在一些OpenJDK中没有的、闭源的功能。但在JDK11中，我们可以认为OpenJDK和OracleJDK代码实质上已经完全一致的程度。
不过，主流的 JDK 8 在2019年01月之后就被宣布停止更新了。另外， JDK 11 及以后的版本也不再提供免费的长期支持（LTS），而且 JDK 15 和 JDK 16 也不是一个长期支持的版本，最新的 JDK 15 只支持 6 个月时间，到 2021 年 3 月，所以千万不要把 JDK 15 等非长期支持版本用在生产。
虚拟机
所谓虚拟机（Virtual Machine），就是一台虚拟的计算机。它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。
无论是系统虚拟机还是程序虚拟机，在上面运行的软件都被限制于虚拟机提供的资源中。
Java虚拟机
作用
特点
JVM的位置
JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互
Java编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构，另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构。
具体来说：这两种架构之间的区别：
基于栈式架构的特点
基于寄存器架构的特点
举例1
同样执行2+3这种逻辑操作，其指令分别如下：
基于栈的计算流程（以Java虚拟机为例）：
iconst_2 //常量2入栈
istore_1
iconst_3 // 常量3入栈
istore_2
iload_1
iload_2
iadd //常量2/3出栈，执行相加
istore_0 // 结果5入栈
而基于寄存器的计算流程
mov eax,2 //将eax寄存器的值设为1
add eax,3 //使eax寄存器的值加3
举例2
public int calc(){
int a=100;
int b=200;
int c=300;
return (a + b) * c;
}
> javap -c Test.class
...
public int calc();
Code:
Stack=2,Locals=4,Args_size=1
0: bipush 100
2: istore_1
3: sipush 200
6: istore_2
7: sipush 300
10: istore_3
11: iload_1
12: iload_2
13: iadd
14: iload_3
15: imul
16: ireturn
}
总结
由于跨平台性的设计，Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的。优点是跨平台，指令集小，编译器容易实现，缺点是性能下降，实现同样的功能需要更多的指令。
时至今日，尽管嵌入式平台已经不是Java程序的主流运行平台了（准确来说应该是HotSpotVM的宿主环境已经不局限于嵌入式平台了），那么为什么不将架构更换为基于寄存器的架构呢？
虚拟机的启动
Java虚拟机的启动是通过引导类加载器（bootstrap class loader）创建一个初始类（initial class）来完成的，这个类是由虚拟机的具体实现指定的。
虚拟机的执行
虚拟机的退出
有如下的几种情况：
专注于服务器端应用
大量的行业基准测试显示，JRockit JVM是世界上最快的JVM。
优势：全面的Java运行时解决方案组合
2008年，JRockit被oracle收购。
Oracle表达了整合两大优秀虚拟机的工作，大致在JDK8中完成。整合的方式是在HotSpot的基础上，移植JRockit的优秀特性。
高斯林：目前就职于谷歌，研究人工智能和水下机器人
全称：IBM Technology for Java Virtual Machine，简称IT4J，内部代号：J9
市场定位与HotSpot接近，服务器端、桌面应用、嵌入式等多用途VM
广泛用于IBM的各种Java产品。
目前，有影响力的三大商用虚拟机之一，也号称是世界上最快的Java虚拟机。
2017年左右，IBM发布了开源J9VM，命名为openJ9，交给EClipse基金会管理，也称为Eclipse OpenJ9
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
目前移动领域地位尴尬，智能机被Android和iOS二分天下。
KVM简单、轻量、高度可移植，面向更低端的设备上还维持自己的一片市场
所有的虚拟机的原则：一次编译，到处运行。
前面三大“高性能Java虚拟机”使用在通用硬件平台上这里Azul VW和BEA Liquid VM是与特定硬件平台绑定、软硬件配合的专有虚拟机
Azul VM是Azul Systems公司在HotSpot基础上进行大量改进，运行于Azul Systems公司的专有硬件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，并提供在巨大内存范围内实现可控的GC时间的垃圾收集器、专有硬件优化的线程调度等优秀特性。
2010年，AzulSystems公司开始从硬件转向软件，发布了自己的Zing JVM，可以在通用x86平台上提供接近于Vega系统的特性。
高性能Java虚拟机中的战斗机。
BEA公司开发的，直接运行在自家Hypervisor系统上
Liquid VM即是现在的JRockit VE（Virtual Edition），Liquid VM不需要操作系统的支持，或者说它自己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虚拟机终止开发，Liquid vM项目也停止了。
Apache也曾经推出过与JDK1.5和JDK1.6兼容的Java运行平台Apache Harmony。
它是IBM和Intel联合开发的开源JVM，受到同样开源的OpenJDK的压制，Sun坚决不让Harmony获得JCP认证，最终于2011年退役，IBM转而参与OpenJDK
虽然目前并没有Apache Harmony被大规模商用的案例，但是它的Java类库代码吸纳进了Android SDK。
微软为了在IE3浏览器中支持Java Applets，开发了Microsoft JVM。
只能在Windows平台下运行。但确是当时Windows下性能最好的Java VM。
1997年，Sun以侵犯商标、不正当竞争罪名指控微软成功，赔了Sun很多钱。微软WindowsXP SP3中抹掉了其VM。现在Windows上安装的jdk都是HotSpot。
由AliJVM团队发布。阿里，国内使用Java最强大的公司，覆盖云计算、金融、物流、电商等众多领域，需要解决高并发、高可用、分布式的复合问题。有大量的开源产品。
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 Hotspot VM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。
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，但提高了性能
谷歌开发的，应用于Android系统，并在Android2.2中提供了JIT，发展迅猛。
Dalvik VM只能称作虚拟机，而不能称作“Java虚拟机”，它没有遵循 Java虚拟机规范，不能直接执行Java的Class文件
基于寄存器架构，不是jvm的栈架构。
执行的是编译以后的dex（Dalvik Executable）文件。执行效率比较高。
Android 5.0使用支持提前编译（Ahead of Time Compilation，AoT）的ART VM替换Dalvik VM。
2018年4月，oracle Labs公开了Graal VM，号称 "Run Programs Faster Anywhere"，野心勃勃。与1995年java的”write once，run anywhere"遥相呼应。
Graal VM在HotSpot VM基础上增强而成的跨语言全栈虚拟机，可以作为“任何语言” 的运行平台使用。语言包括：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源代码编译后的中间格式，通过解释器转换为能被Graal VM接受的中间表示。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。
如果说HotSpot有一天真的被取代，Graal VM希望最大。但是Java的软件生态没有丝毫变化。
具体JVM的内存结构，其实取决于其实现，不同厂商的JVM，或者同一厂商发布的不同版本，都有可能存在一定差异。主要以Oracle HotSpot VM为默认虚拟机。
<JVM上篇：内存与垃圾回收篇>01-JVM与Java体系结构
标签：开源 VID intel contain heap 产品线 lips 计算机系统 manage
原文地址：https://www.cnblogs.com/vectorx/p/14738695.html
