Jvm 概述

左手的ㄟ右手 2021-07-24 13:03 401阅读 0赞

# **一 JVM 能解决哪些问题** #

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？

运行着的线上系统突然卡死，系统无法访问，甚至直接内存溢出。

*  想解决线上JVM GC问题，但却无从下手。
 *  新项目上线，对各种JVM参数设置一脸茫然，直接默认吧，然后就机器就挂了。
 *  每次面试之前都要重新背一遍 JVM的 一些原理概念性的东西，然而面试官却经常问你在实际项目中如何调优 VM 参数，如何解决GC、OOM等问题，一脸茫然。

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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。

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。

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# **二 架构师每天都在思考什么** #

*  应该如何让我的系统更快？
 *  如何避免系统出现瓶颈？

知乎上有条帖子：应该如何看招聘信息，直通年薪50万+？

*  参与现有系统的性能优化，重构，保证平台性能和稳定性
 *  根据业务场景和需求，决定技术方向，做技术选型
 *  能够独立架构和设计海量数据下高并发分布式解决方案，满足功能和非功能需求
 *  解决各类潜在系统风险，核心功能的架构与代码编写
 *  分析系统瓶颈，解决各种疑难杂症，性能调优等

# **三 为什么要学习JVM** #

*  面试的需要（BATJ、TMD，PKQ等面试都爱问）
 *  中高级程序员必备技能
    
     *  项目管理、调优的需求
 *  追求极客的精神
    
     *  比如：垃圾回收算法、JIT（及时编译器）、底层原理

# **四 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。

C 语言需要自己来分配内存和回收内存，Java 全部交给 JVM 进行分配和回收。

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# **五 推荐书籍** #

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# **六 Java生态圈** #

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。

*  作为一个平台，Java虚拟机扮演着举足轻重的作用
    
     *  Groovy、Scala、JRuby、Kotlin等都是Java平台的一部分
 *  作为一种文化，Java 几乎成为了“开源”的代名词。
    
     *  第三方开源软件和框架。如 Tomcat、Struts，MyBatis，Spring 等。
     *  就连 JDK 和 JVM 自身也有不少开源的实现，如openJDK、Harmony。
 *  作为一个社区，Java 拥有全世界最多的技术拥护者和开源社区支持，有数不清的论坛和资料。从桌面应用软件、嵌入式开发到企业级应用、后台服务器、中间件，都可以看到 Java 的身影。其应用形式之复杂、参与人数之众多也令人咋舌。

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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。

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随着 Java7 的正式发布，Java 虚拟机的设计者们通过 JSR-292 规范基本实现在 Java 虚拟机平台上运行非 Java 语言编写的程序。

Java 虚拟机根本不关心运行在其内部的程序到底是使用何种编程语言编写的，它只关心“字节码”文件。也就是说 Java 虚拟机拥有语言无关性，并不会单纯地与 Java 语言“终身绑定”，只要其他编程语言的编译结果满足并包含 Java 虚拟机的内部指令集、符号表以及其他的辅助信息，它就是一个有效的字节码文件，就能够被虚拟机所识别并装载运行。

# **七 字节码** #

我们平时说的 java 字节码，指的是用 java 语言编译成的字节码。准确的说任何能在 jvm 平台上执行的字节码格式都是一样的。所以应该统称为：jvm 字节码。

不同的编译器，可以编译出相同的字节码文件，字节码文件也可以在不同的 JVM 上运行。

Java 虚拟机与 Java 语言并没有必然的联系，它们只与特定的二进制文件格式—— Class 文件格式所关联，Class 文件中包含了 Java 虚拟机指令集（或者称为字节码、Bytecodes）和符号表，还有一些其他辅助信息。

# **八 多语言混合编程** #

Java平台上的多语言混合编程正成为主流，通过特定领域的语言去解决特定领域的问题是当前软件开发应对日趋复杂的项目需求的一个方向。

试想一下，在一个项目之中，并行处理用 clojure 语言编写，展示层使用 JRuby/Rails，中间层则是 Java，每个应用层都将使用不同的编程语言来完成，而且，接口对每一层的开发者都是透明的，各种语言之间的交互不存在任何困难，就像使用自己语言的原生 API 一样方便，因为它们最终都运行在一个虚拟机之上。

对这些运行于 Java 虚拟机之上、Java 之外的语言，来自系统级的、底层的支持正在迅速增强，以 JSR-292 为核心的一系列项目和功能改进（如 Da Vinci Machine项目、Nashorn 引擎、InvokeDynamic 指令、java.lang.invoke 包等），推动 Java 虚拟机从“Java语言的虚拟机”向 “多语言虚拟机”的方向发展。

# **九 Java发展的重大事件** #

*  1990年，在Sun计算机公司中，由Patrick Naughton、MikeSheridan及James Gosling领导的小组Green Team，开发出的新的程序语言，命名为oak，后期命名为Java
 *  1995年，Sun正式发布Java和HotJava产品，Java首次公开亮相。
 *  1996年1月23日sun Microsystems发布了JDK 1.0。
 *  1998年，JDK1.2版本发布。同时，sun发布了JSP/Servlet、EJB规范，以及将Java分成了J2EE、J2SE和J2ME。这表明了Java开始向企业、桌面应用和移动设备应用3大领域挺进。
 *  2000年，JDK1.3发布，Java HotSpot Virtual Machine正式发布，成为Java的默认虚拟机。
 *  2002年，JDK1.4发布，古老的Classic虚拟机退出历史舞台。
 *  2003年年底，Java平台的scala正式发布，同年Groovy也加入了Java阵营。
 *  2004年，JDK1.5发布。同时JDK1.5改名为JavaSE5.0。
 *  2006年，JDK6发布。同年，Java开源并建立了openJDK。顺理成章，Hotspot虚拟机也成为了openJDK中的默认虚拟机。
 *  2007年，Java平台迎来了新伙伴Clojure。
 *  2008年，oracle收购了BEA，得到了JRockit虚拟机。
 *  2009年，Twitter宣布把后台大部分程序从Ruby迁移到scala，这是Java平台的又一次大规模应用。
 *  2010年，oracle收购了sun，获得Java商标和最真价值的HotSpot虚拟机。此时，oracle拥有市场占用率最高的两款虚拟机HotSpot和JRockit，并计划在未来对它们进行整合：HotRockit
 *  2011年，JDK7发布。在JDK1.7u4中，正式启用了新的垃圾回收器G1。
 *  2017年，JDK9发布。将G1设置为默认Gc，替代CMS
 *  同年，IBM的J9开源，形成了现在的open J9社区
 *  2018年，Android的Java侵权案判决，Google赔偿oracle计88亿美元
 *  同年，oracle宣告JavagE成为历史名词JDBC、JMS、Servlet赠予Eclipse基金会
 *  同年，JDK11发布，LTS版本的JDK，发布革命性的zGc，调整JDK授权许可
 *  2019年，JDK12发布，加入RedHat领导开发的shenandoah GC

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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。

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