JVM的基本工作原理和特點
操作系統裝入jvm是通過jdk中java.exe來完成,通過下面4步來完成jvm環境.
1.創建jvm裝載環境和配置
2.裝載jvm.dll
3.初始化jvm.dll並掛界到JNIENV(JNI調用接口)實例
4.調用JNIEnv實例裝載並處理class類。
在我們運行和調試java程序的時候,經常會提到一個jvm的概念.jvm是java程序運行的環境,但是他同時一個操作系統的一個應用程序一個進程,因此他也有他自己的運行的生命週期,也有自己的代碼和數據空間.
首先來說一下jdk這個東西,不管你是初學者還是高手,是j2ee程序員還是j2se程序員,jdk總是在幫我們做一些事情.我們在瞭解java之前首先大師們會給我們提供說jdk這個東西.它在java整個體系中充當着什麼角色呢?我很驚歎sun大師們設計天才,能把一個如此完整的體系結構化的如此完美.jdk在這個體系中充當一個生產加工中心,產生所有的數據輸出,是所有指令和戰略的執行中心.本身它提供了java的完整方案,可以開發目前java能支持的所有應用和系統程序.這裏說一個問題,大家會問,那爲什麼還有j2me,j2ee這些東西,這兩個東西目的很簡單,分別用來簡化各自領域內的開發和構建過程.jdk除了jvm之外,還有一些核心的API,集成API,用戶工具,開發技術,開發工具和API等組成
好了,廢話說了那麼多,來點於主題相關的東西吧.jvm在整個jdk中處於最底層,負責於操作系統的交互,用來屏蔽操作系統環境,提供一個完整的java運行環境,因此也就虛擬計算機. 操作系統裝入jvm是通過jdk中java.exe來完成,通過下面4步來完成jvm環境.
1.創建jvm裝載環境和配置
2.裝載jvm.dll
3.初始化jvm.dll並掛界到JNIENV(JNI調用接口)實例
4.調用JNIEnv實例裝載並處理class類。
一．jvm裝入環境，jvm提供的方式是操作系統的動態連接文件．既然是文件那就一個裝入路徑的問題，java是怎麼找這個路徑的呢？當你在調用java test的時候，操作系統會在path下在你的java.exe程序，java.exe就通過下面一個過程來確定jvm的路徑和相關的參數配置了．下面基於windows的實現的分析．
首先查找jre路徑，java是通過GetApplicationHome api來獲得當前的java.exe絕對路徑，c:\j2sdk1.4.2_09\bin\java.exe,那麼它會截取到絕對路徑c:\j2sdk1.4.2_09\，判斷c:\j2sdk1.4.2_09\bin\java.dll文件是否存在，如果存在就把c:\j2sdk1.4.2_09\作爲jre路徑，如果不存在則判斷c:\j2sdk1.4.2_09\jre\bin\java.dll是否存在，如果存在這c:\j2sdk1.4.2_09\jre作爲jre路徑．如果不存在調用GetPublicJREHome查HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\Java Runtime Environment\“當前JRE版本號”\JavaHome的路徑爲jre路徑。
然後裝載jvm.cfg文件JRE路徑+\lib+\ARCH（CPU構架）+\jvm.cfgARCH（CPU構架）的判斷是通過java_md.c中GetArch函數判斷的，該函數中windows平臺只有兩種情況：WIN64的‘ia64’，其他情況都爲‘i386’。以我的爲例：C:\j2sdk1.4.2_09\jre\lib\i386\jvm.cfg.主要的內容如下：
-client KNOWN
-server KNOWN
-hotspot ALIASED_TO -client
-classic WARN
-native ERROR
-green ERROR
在我們的jdk目錄中jre\bin\server和jre\bin\client都有jvm.dll文件存在，而java正是通過jvm.cfg配置文件來管理這些不同版本的jvm.dll的．通過文件我們可以定義目前jdk中支持那些jvm,前面部分（client）是jvm名稱，後面是參數，KNOWN表示jvm存在，ALIASED_TO表示給別的jvm取一個別名，WARN表示不存在時找一個jvm替代，ERROR表示不存在拋出異常．在運行java XXX是，java.exe會通過CheckJvmType來檢查當前的jvm類型，java可以通過兩種參數的方式來指定具體的jvm類型，一種按照jvm.cfg文件中的jvm名稱指定，第二種方法是直接指定，它們執行的方法分別是“java -J”、“java -XXaltjvm=”或“java -J-XXaltjvm=”。如果是第一種參數傳遞方式，CheckJvmType函數會取參數‘-J’後面的jvm名稱，然後從已知的jvm配置參數中查找如果找到同名的則去掉該jvm名稱前的‘-’直接返回該值；而第二種方法，會直接返回“-XXaltjvm=”或“-J-XXaltjvm=”後面的jvm類型名稱；如果在運行java時未指定上面兩種方法中的任一一種參數，CheckJvmType會取配置文件中第一個配置中的jvm名稱，去掉名稱前面的‘-’返回該值。CheckJvmType函數的這個返回值會在下面的函數中匯同jre路徑組合成jvm.dll的絕對路徑。如果沒有指定這會使用jvm.cfg中第一個定義的jvm.可以通過set _JAVA_LAUNCHER_DEBUG=1在控制檯上測試．
最後獲得jvm.dll的路徑，JRE路徑+\bin+\jvm類型字符串+\jvm.dll就是jvm的文件路徑了，但是如果在調用java程序時用-XXaltjvm=參數指定的路徑path,就直接用path+\jvm.dll文件做爲jvm.dll的文件路徑．
二：裝載jvm.dll
通過第一步已經找到了jvm的路徑，java通過LoadJavaVM來裝入jvm.dll文件．裝入工作很簡單就是調用windows API函數：
LoadLibrary裝載jvm.dll動態連接庫．然後把jvm.dll中的導出函數JNI_CreateJavaVM和JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs掛接到InvocationFunctions變量的CreateJavaVM和GetDefaultJavaVMInitArgs函數指針變量上。jvm.dll的裝載工作宣告完成。
三：初始化jvm，獲得本地調用接口，這樣就可以在java中調用jvm的函數了．調用InvocationFunctions－>CreateJavaVM也就是jvm中JNI_CreateJavaVM方法獲得JNIEnv結構的實例．
四：運行java程序．
java程序有兩種方式一種是jar包，一種是class. 運行jar,java -jar XXX.jar運行的時候，java.exe調用GetMainClassName函數，該函數先獲得JNIEnv實例然後調用java類java.util.jar.JarFileJNIEnv中方法getManifest()並從返回的Manifest對象中取getAttributes("Main-Class")的值即jar包中文件：META-INF/MANIFEST.MF指定的Main-Class的主類名作爲運行的主類。之後main函數會調用java.c中LoadClass方法裝載該主類（使用JNIEnv實例的FindClass）。main函數直接調用java.c中LoadClass方法裝載該類。如果是執行class方法。main函數直接調用java.c中LoadClass方法裝載該類。
然後main函數調用JNIEnv實例的GetStaticMethodID方法查找裝載的class主類中
“public static void main(String[] args)”方法，並判斷該方法是否爲public方法，然後調用JNIEnv實例的
CallStaticVoidMethod方法調用該java類的main方法。
操作系統裝入jvm是通過jdk中java.exe來完成,通過下面4步來完成jvm環境.
1.創建jvm裝載環境和配置
2.裝載jvm.dll
3.初始化jvm.dll並掛界到JNIENV(JNI調用接口)實例
4.調用JNIEnv實例裝載並處理class類。
在我們運行和調試java程序的時候,經常會提到一個jvm的概念.jvm是java程序運行的環境,但是他同時一個操作系統的一個應用程序一個進程,因此他也有他自己的運行的生命週期,也有自己的代碼和數據空間.
首先來說一下jdk這個東西,不管你是初學者還是高手,是j2ee程序員還是j2se程序員,jdk總是在幫我們做一些事情.我們在瞭解java之前首先大師們會給我們提供說jdk這個東西.它在java整個體系中充當着什麼角色呢?我很驚歎sun大師們設計天才,能把一個如此完整的體系結構化的如此完美.jdk在這個體系中充當一個生產加工中心,產生所有的數據輸出,是所有指令和戰略的執行中心.本身它提供了java的完整方案,可以開發目前java能支持的所有應用和系統程序.這裏說一個問題,大家會問,那爲什麼還有j2me,j2ee這些東西,這兩個東西目的很簡單,分別用來簡化各自領域內的開發和構建過程.jdk除了jvm之外,還有一些核心的API,集成API,用戶工具,開發技術,開發工具和API等組成
好了,廢話說了那麼多,來點於主題相關的東西吧.jvm在整個jdk中處於最底層,負責於操作系統的交互,用來屏蔽操作系統環境,提供一個完整的java運行環境,因此也就虛擬計算機. 操作系統裝入jvm是通過jdk中java.exe來完成,通過下面4步來完成jvm環境.
1.創建jvm裝載環境和配置
2.裝載jvm.dll
3.初始化jvm.dll並掛界到JNIENV(JNI調用接口)實例
4.調用JNIEnv實例裝載並處理class類。
一．jvm裝入環境，jvm提供的方式是操作系統的動態連接文件．既然是文件那就一個裝入路徑的問題，java是怎麼找這個路徑的呢？當你在調用java test的時候，操作系統會在path下在你的java.exe程序，java.exe就通過下面一個過程來確定jvm的路徑和相關的參數配置了．下面基於windows的實現的分析．
首先查找jre路徑，java是通過GetApplicationHome api來獲得當前的java.exe絕對路徑，c:\j2sdk1.4.2_09\bin\java.exe,那麼它會截取到絕對路徑c:\j2sdk1.4.2_09\，判斷c:\j2sdk1.4.2_09\bin\java.dll文件是否存在，如果存在就把c:\j2sdk1.4.2_09\作爲jre路徑，如果不存在則判斷c:\j2sdk1.4.2_09\jre\bin\java.dll是否存在，如果存在這c:\j2sdk1.4.2_09\jre作爲jre路徑．如果不存在調用GetPublicJREHome查HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\Java Runtime Environment\“當前JRE版本號”\JavaHome的路徑爲jre路徑。
然後裝載jvm.cfg文件JRE路徑+\lib+\ARCH（CPU構架）+\jvm.cfgARCH（CPU構架）的判斷是通過java_md.c中GetArch函數判斷的，該函數中windows平臺只有兩種情況：WIN64的‘ia64’，其他情況都爲‘i386’。以我的爲例：C:\j2sdk1.4.2_09\jre\lib\i386\jvm.cfg.主要的內容如下：
-client KNOWN
-server KNOWN
-hotspot ALIASED_TO -client
-classic WARN
-native ERROR
-green ERROR
在我們的jdk目錄中jre\bin\server和jre\bin\client都有jvm.dll文件存在，而java正是通過jvm.cfg配置文件來管理這些不同版本的jvm.dll的．通過文件我們可以定義目前jdk中支持那些jvm,前面部分（client）是jvm名稱，後面是參數，KNOWN表示jvm存在，ALIASED_TO表示給別的jvm取一個別名，WARN表示不存在時找一個jvm替代，ERROR表示不存在拋出異常．在運行java XXX是，java.exe會通過CheckJvmType來檢查當前的jvm類型，java可以通過兩種參數的方式來指定具體的jvm類型，一種按照jvm.cfg文件中的jvm名稱指定，第二種方法是直接指定，它們執行的方法分別是“java -J”、“java -XXaltjvm=”或“java -J-XXaltjvm=”。如果是第一種參數傳遞方式，CheckJvmType函數會取參數‘-J’後面的jvm名稱，然後從已知的jvm配置參數中查找如果找到同名的則去掉該jvm名稱前的‘-’直接返回該值；而第二種方法，會直接返回“-XXaltjvm=”或“-J-XXaltjvm=”後面的jvm類型名稱；如果在運行java時未指定上面兩種方法中的任一一種參數，CheckJvmType會取配置文件中第一個配置中的jvm名稱，去掉名稱前面的‘-’返回該值。CheckJvmType函數的這個返回值會在下面的函數中匯同jre路徑組合成jvm.dll的絕對路徑。如果沒有指定這會使用jvm.cfg中第一個定義的jvm.可以通過set _JAVA_LAUNCHER_DEBUG=1在控制檯上測試．
最後獲得jvm.dll的路徑，JRE路徑+\bin+\jvm類型字符串+\jvm.dll就是jvm的文件路徑了，但是如果在調用java程序時用-XXaltjvm=參數指定的路徑path,就直接用path+\jvm.dll文件做爲jvm.dll的文件路徑．
二：裝載jvm.dll
通過第一步已經找到了jvm的路徑，java通過LoadJavaVM來裝入jvm.dll文件．裝入工作很簡單就是調用windows API函數：
LoadLibrary裝載jvm.dll動態連接庫．然後把jvm.dll中的導出函數JNI_CreateJavaVM和JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs掛接到InvocationFunctions變量的CreateJavaVM和GetDefaultJavaVMInitArgs函數指針變量上。jvm.dll的裝載工作宣告完成。
三：初始化jvm，獲得本地調用接口，這樣就可以在java中調用jvm的函數了．調用InvocationFunctions－>CreateJavaVM也就是jvm中JNI_CreateJavaVM方法獲得JNIEnv結構的實例．
四：運行java程序．
java程序有兩種方式一種是jar包，一種是class. 運行jar,java -jar XXX.jar運行的時候，java.exe調用GetMainClassName函數，該函數先獲得JNIEnv實例然後調用java類java.util.jar.JarFileJNIEnv中方法getManifest()並從返回的Manifest對象中取getAttributes("Main-Class")的值即jar包中文件：META-INF/MANIFEST.MF指定的Main-Class的主類名作爲運行的主類。之後main函數會調用java.c中LoadClass方法裝載該主類（使用JNIEnv實例的FindClass）。main函數直接調用java.c中LoadClass方法裝載該類。如果是執行class方法。main函數直接調用java.c中LoadClass方法裝載該類。
然後main函數調用JNIEnv實例的GetStaticMethodID方法查找裝載的class主類中
“public static void main(String[] args)”方法，並判斷該方法是否爲public方法，然後調用JNIEnv實例的
CallStaticVoidMethod方法調用該java類的main方法。
