JVM简介

1、JVM概念
        JVM是Java Virtual Machine的简称。意为Java虚拟机。
 虚拟机
                                         指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统
 有哪些虚拟机
VMWare
Visual Box
JVM
 VMWare或者Visual Box都是使用软件模拟物理CPU的指令集
 JVM使用软件模拟Java 字节码的指令集


2、JVM的发展史
 1996年 SUN JDK 1.0 Classic VM
                                        -- 纯解释运行，使用外挂进行JIT
 1997年 JDK1.1 发布
                                        -- AWT、内部类、JDBC、RMI、反射
 1998年 JDK1.2 Solaris Exact VM（JDK1.2开始 称为Java 2； J2SE J2EE J2ME 的出现；加入Swing Collections）
                                        -- JIT 解释器混合
                                        -- Accurate Memory Management 精确内存管理，数据类型敏感
                                        -- 提升的GC性能
        2000年 JDK 1.3 Hotspot 作为默认虚拟机发布（加入JavaSound）
        2002年 JDK 1.4 Classic VM退出历史舞台
  2004年发布 JDK1.5 即 JDK5 、J2SE 5 、Java 5
--泛型
--注解
--装箱
--枚举
--可变长的参数
--Foreach循环
  JDK1.6 JDK6
--脚本语言支持
--JDBC 4.0
--Java编译器 API


 2011年 JDK7发布
                                                --延误项目推出到JDK8
                                                --G1
                                                --动态语言增强
                                                --64位系统中的压缩指针
                                                --NIO 2.0
 2014年 JDK8发布
                                                --Lambda表达式
                                                --语法增强  Java类型注解
        2016年JDK9
                                                --模块化
JVM的历史 – 大事记
        使用最为广泛的JVM为HotSpot
        HotSpot 为Longview Technologies开发 被SUN收购
        2006年 Java开源 并建立OpenJDK
                                                --HotSpot  成为Sun JDK和OpenJDK中所带的虚拟机
        2008 年 Oracle收购BEA
                                                --得到JRockit VM
        2010年Oracle 收购 Sun       
                                                --得到Hotspot
        Oracle宣布在JDK8时整合JRockit和Hotspot，优势互补
                                                --在Hotspot基础上，移植JRockit优秀特性


3、各式JVM
        KVM
                                                -- SUN发布
                                                -- IOS Android前，广泛用于手机系统
        CDC/CLDC HotSpot
                                                -- 手机、电子书、PDA等设备上建立统一的Java编程接口
                                                -- J2ME的重要组成部分
        JRockit
                                                -- BEA
        IBM J9 VM
                                                -- IBM内部
        Apache Harmony
                                                -- 兼容于JDK 1.5和JDK 1.6的Java程序运行平台
                                             -- 与Oracle关系恶劣 退出JCP ，Java社区的分裂
                                                -- OpenJDK出现后，受到挑战 2011年 退役
                                                -- 没有大规模商用经历
                                                -- 对Android的发展有积极作用


4、Java规范
  Java语言规范
-- 语法
-- 变量
-- 类型
-- 文法
  JVM规范
-- Class文件类型
-- 运行时数据
-- 帧栈
-- 虚拟机的启动
-- 虚拟机的指令集
  语法定义
                                         -- IfThenStatement:  
                                                                                if ( Expression ) Statement                                                        // if(true){do sth;}
                                            -- ArgumentList:
                                        Argument
                                        ArgumentList , Argument                                                                        // add(a,b,c,d);


 词法结构
                                             -- \u + 4个16进制数字 表示UTF-16
                                             -- 行终结符： CR, or LF, or CR LF.
                                                -- 空白符
                                                · 空格 tab \t 换页 \f  行终结符
                                                -- 注释
                                                -- 标识符
                                                -- 关键字
Identifier:    IdentifierChars but not a Keyword or BooleanLiteral or NullLiteral
IdentifierChars: JavaLetter    IdentifierChars JavaLetterOrDigit
JavaLetter:    any Unicode character that is a Java letter (see below)
JavaLetterOrDigit:    any Unicode character that is a Java letter-or-digit (see below)
// 
public static void 打印(){
                                        System.out.println("中文方法哦");
}
public  static void main(String[] args) {
                                        打印();
}
词法结构
                                -- Int
                                                                        · 0 2 0372 0xDada_Cafe 1996 0x00_FF__00_FF
                                -- Long
                                                                        · 0l 0777L 0x100000000L 2_147_483_648L 0xC0B0L
                                -- Float
                                                                            · 1e1f 2.f .3f 0f 3.14f 6.022137e+23f
                                -- Double
                                                                            · 1e1 2. .3 0.0 3.14 1e-9d 1e137
                                -- 操作
                                                                            · +=  -=  *=  /=  &=  |=  ^=  %=  <<=  >>=  >>>=
哪些是合法的数字呢？
      -- private int a=0xDada_Cafe;
      -- private float b=0x1.fffffeP+127f;
      -- private float c=1996;
      -- private float d=1996.3;
      -- private int f=9999e2;
      -- private double g=33e2;
      -- private float h=0x1.fffep-12f;
      -- private float i=1.fffep-12f;
      -- private long p=0b1_1_1_0_1;
      -- private long q=0b1_1_1_0_2;
类型和变量
                                -- 元类型
                                                                         · byte short int long float char
                                -- 变量初始值
                                                                            · boolean false
                                                                            · char \u0000
                                -- 泛型


Java内存模型
类加载链接的过程
public static final abstract的定义
异常
数组的使用
…….
Java语言规范定义了什么是Java语言
Java语言和JVM相对独立
                                -- Groovy
                                -- Clojure
                                -- Scala
JVM主要定义二进制class文件和JVM指令集等
Class 文件格式
数字的内部表示和存储
                                -- Byte  -128 to 127 (-27 to 27 - 1)
returnAddress 数据类型定义
                                -- 指向操作码的指针。不对应Java数据类型，不能在运行时修改。Finally实现需要
定义PC
堆
栈
方法区
整数的表达
-- 原码：第一位为符号位（0为正数，1为负数）
-- 反码：符号位不动，原码取反
-- 负数补码：符号位不动，反码加1
-- 正数补码：和原码相同
-- 打印整数的二进制表示
int a=-6;
for(int i=0;i<32;i++){
        int t=(a & 0x80000000>>>i)>>>(31-i);
        System.out.print(t);
}


为什么要用补码？
                                -- 计算0的表示：


Float的表示与定义
-- 支持 IEEE 754
s eeeeeeee mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm
                                                                                                                                                                                                                                                                                                           
e全0 尾数附加位为0  否则尾数附加位为1
s*m*2^(e-127)
一些特殊的方法
-- <clinit>
-- <init>
VM指令集
-- 类型转化
                                        · l2i 
-- 出栈入栈操作
                                    · aload  astore
-- 运算
                                    · iadd  isub
-- 流程控制
                                    · ifeq ifne
-- 函数调用
                                · invokevirtual invokeinterface  invokespecial  invokestatic
JVM需要对Java Library 提供以下支持：
-- 反射 java.lang.reflect
-- ClassLoader
-- 初始化class和interface
-- 安全相关 java.security
-- 多线程
-- 弱引用
JVM的编译
-- 源码到JVM指令的对应格式
-- Javap
-- JVM反汇编的格式
· <index> <opcode> [ <operand1> [ <operand2>... ]] [<comment>]
void spin() {
  int i;
  for (i = 0; i < 100; i++) { ;
     // Loop body is empty
   }
} 
0            iconst_0                         // Push int constant 0
1             istore_1                          // Store into local variable 1 (i=0)
2            goto 8                           // First time through don't increment
5            iinc 1 1                            // Increment local variable 1 by 1 (i++)
8            iload_1                           // Push local variable 1 (i)
9            bipush 100                 // Push int constant 100
11           if_icmplt 5               // Compare and loop if less than (i < 100)
14          return               // Return void when done