寫在前面：我是「雲祁」，一枚熱愛技術、會寫詩的大數據開發猿。暱稱來源於王安石詩中一句
[ 雲之祁祁，或雨於淵 ]，甚是喜歡。
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文章目錄
一、Java 和 JVM 簡介
1.1 Java：跨平臺的語言
1.2 JVM：跨語言的平臺
Java不是最強大的語言，但是JVM是最強大的虛擬機。
1.3 Java 及 JVM 歷史上重大事件
在 JDK11之前，OracleJDK中還會存在一些OpenJDK中沒有的、閉源的功能。但在JDK11中，我們可以認爲OpenJDK和OracleJDK代碼實質上已經完全一致的程度。
1.4 計算機系統當中JVM所處的位置
Java虛擬機
Java虛擬機就是二進制字節碼的運行環境，負責裝載字節碼到其內部，解釋 / 編譯爲對應平臺上的機器指令執行。每一條Java指令，Java虛擬機規範中都有詳細定義，如怎麼取操作數，怎麼處理操作數，處理結果放在哪裏。
特點
- 一次編譯，到處運行
- 自動內存管理
- 自動垃圾回收功能
JVM 的位置
Java代碼的執行流程
Java一次編譯，到處運行。
二、JVM的整體結構
- HotSpot VM 是目前市面上高性能虛擬機的代表作之一。
- 它採用解釋器與即時編譯器並存的架構。
- 在今天，Java程序的運行性能早已脫胎換骨，已經達到了可以和C/C++程序一教高下的地步。
1、方法區和堆區是所有線程共享的內存區域；而Java棧、本地方法棧和程序員計數器是運行是線程私有的內存區域。
2、Java棧又叫做JVM虛擬機棧
3、方法區（永久代）在JDK1.8中又叫做元空間Metaspace
方法區用於存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器（JIT編譯器，英文寫作Just-In-Time Compiler）編譯後的代碼等數據。雖然Java虛擬機規範把- 方法區描述爲堆的一個邏輯部分，但是它卻有一個別名叫做 Non-Heap（非堆），目的應該是與 Java 堆區分開來。
- 在JDK1.7之前運行時常量池邏輯包含字符串常量池存放在方法區, 此時hotspot虛擬機對方法區的實現爲永久代
- 在JDK1.7 字符串常量池被從方法區拿到了堆中, 這裏沒有提到運行時常量池,也就是說字符串常量池被單獨拿到堆,運行時常量池剩下的東西還在方法區, 也就是hotspot中的永久代
- 在JDK1.8之後JVM 已經將運行時常量池從方法區中移了出來，在 Java 堆（Heap）中開闢了一塊區域存放運行時常量池。同時在JDK1.8中移除整個永久代，取而代之的是一個叫元空間（Metaspace）的區域
4、Java代碼執行流程：
Java程序 —>（編譯javac）—> 字節碼文件.class —> 類裝載子系統化身爲反射類Class —> 運行時數據區 —>（解釋執行）—> 操作系統（Win、Linux、Mac JVM）
三、JVM的架構模型
Java編譯器輸入的指令流基本上是一種基於棧的指令集架構，另外一種指令集架構則是基於寄存器的指令集架構。
由於跨平臺的設計，Java的指令都是根據棧來設計的，不同平臺CPU架構不同，所以不能設計爲基於寄存器的
二者區別：
棧：跨平臺性、指令集小、指令多；執行性比寄存器差
寄存器：指令少
一些簡單查看命令：
//查看指令集命令代碼
cd out/production/類根目錄
//反編譯
javap -v StackStruTest.class
//打印程序執行的進程
jps
四、JVM的生命週期
4.1 啓動
通過引導類加載器（bootstrap class loader）創建一個初始類（initial class）來完成的，這個類是由虛擬機的具體實現指定的。
4.2 執行
- 一個運行中的java虛擬機有着一個清晰的任務：執行Java程序；
- 程序開始執行的時候他才運行，程序結束時他就停止；
- 執行一個所謂的Java程序的時候，真真正正在執行的是一個叫做Java虛擬機的進程。
4.3 退出
- 程序正常執行結束
- 程序異常或錯誤而異常終止
- 操作系統錯誤導致終止
- 某線程調用Runtime類或System類的exit方法，或Runtime類的halt方法，並且java安全管理器也允許這次exit或halt操作
- 除此之外，JNI規範描述了用JNI Invocation API來加載或卸載Java虛擬機時，Java虛擬機的退出情況
五、JVM的發展歷程
古今JVM
- SUN Classic
- Exact VM
- HotSpot VM ：HotSpot指熱點代碼探測技術
- BEA JRockit：(BEA 已被Oracle收購) 專注於服務端應用，世界最快的jvm之一
- IBM J9
- Taobao JVM: 目前已經在淘寶、天貓上線，替換了- Oracle官方JVM；
- Graal VM: Oracle 2018年4月公開，口號 Run Programs Faster Anywhere.最可能替代HotSpot的產品
Android虛擬機 DVM
- 谷歌開發，基於Android，在2.2中提供了JIT
- 只能稱作虛擬機 不能稱爲Java虛擬機，他沒有遵循Java虛擬機規範
- 基於寄存器架構，效率高，但是跟硬件耦合度比較高
- 不能直接執行class文件，執行的是dex文件
- 5.0使用支持提前編譯的ART VM替換Dalvik VM