【JavaEE初阶】 JVM简介

心已赠人 2024-04-17 10:50 22阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  ?前言
 *  ?JVM发展史
 *   *  ?Sun Classic VM
     *  ?Exact VM
     *  ?HotSpot VM
     *  ?JRockit
     *  ?J9 JVM
     *  ?Taobao JVM（国产研发）
 *  ?JVM 运行流程
 *  ⭕总结

## ?前言 ##

JVM 是 Java Virtual Machine 的简称，意为 Java虚拟机。

虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件功能的、运行在一个完全隔离的环境中的完整计算机系统。

常见的虚拟机：JVM、VMwave、Virtual Box。

JVM 和其他两个虚拟机的区别：

1.  VMwave与VirtualBox是通过软件模拟物理CPU的指令集，物理系统中会有很多的寄存器；
2.  JVM则是通过软件模拟Java字节码的指令集，JVM中只是主要保留了PC寄存器，其他的寄存器都进行了裁剪。

JVM 是一台被定制过的现实当中不存在的计算机

## ?JVM发展史 ##

### ?Sun Classic VM ###

早在1996年Java1.0版本的时候，Sun公司发不了一款名为Sun Classic vm的java虚拟机，它同时也是世界上第一款商业java虚拟机，jdk1.4 时完全被淘汰。

这款虚拟机内部只提供解释器。

如果使用JIT编译器，就需要进行外挂。但是一旦使用了JIT编译器，JIT就会接管虚拟机的执行系统。解释器就不再工作。解释器和编译器不能配合工作。

现在Hotspot内置了此虚拟机；

### ?Exact VM ###

为了解决上一个虚拟机问题，jdk1.2时，sun提供了此虚拟机。

Exact 具备现代高性能虚拟机的雏形，包含了以下功能：

1.  热点探测（将热点代码编译为字节码加速程序执行）；
2.  编译器与解析器混合工作模式。

只在Solaris平台短暂使用，其他平台上还是 classic vm

只是奈何英雄气短，终被Hotspot虚拟机替换。

### ?HotSpot VM ###

HotSpot 历史

1.  最初由一家名为“Longview Technologies”的小公司设计；
2.  1997年，此公司被Sun收购；2009年，Sun公司被甲骨文收购。
3.  JDK1.3时，HotSpot VM成为默认虚拟机

目前 HotSpot 占用绝对的市场地位，称霸武林。

不管是现在仍在广泛使用JDK6，还是使用比较多的JDK8中，默认的虚拟机都是HotSpot；

Sun/Oracle JDK和OpenJDK的默认虚拟机。从服务器、桌面到移动端、嵌入式都有应用。

名称中的HotSpot指的就是它的热点代码探测技术。它能通过计数器找到最具编译价值的代码，触发即时编译(JIT)或栈上替换；通过编译器与解释器协同工作，在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡。

### ?JRockit ###

JRockit 是专注于服务器端应用，目前在HotSpot的基础上，移植JRockit的优秀特性。

它可以不太关注程序的启动速度，因此JRockit内部不包含解析器实现，全部代码都靠即时编译器编译后执行；

大量的行业基准测试显示，JRockit JVM是世界上最快的JVM。

使用JRockit产品，客户已经体验到了显著的性能提高（一些超过了70%）和硬件成本的减少（达50%）；

*  优势：全面的Java运行时解决方案组合。

JRockit面向延迟敏感型应用的解决方案JRockit Real Time提供以毫秒或微秒级的JVM响应时间，适合财务、军事指挥、电信网络的需要；

MissionControl服务套件，它是一组以极低的开销来监控、管理和分析生产环境中的应用程序的工具；2008，BEA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。

### ?J9 JVM ###

全称：IBM Technology for Java Virtual Machine，简称IT4J，内部代号：J9。

市场定位于HotSpot接近，服务器端、桌面应用、嵌入式等多用途JVM，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(在IBM自己的产品上稳定)；  
2017年左右，IBM发布了开源 J9 VM，命名 OpenJ9，交给Eclipse基金会管理，也称为Eclipse  
OpenJ9。

### ?Taobao JVM（国产研发） ###

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 JVM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，它具有以下特点：

1.  创新的GCIH(GC invisible heap)技术实现了off-heap，即将生命周期较长的Java对象从heap中移到heap之外，并且GC不能管理GCIH内部的Java对象，以此达到降低GC的回收评率和提升GC的回收效率的目的
2.  GCIH中的对象还能够在多个Java虚拟机进程中实现共享。
3.  使用crc32指令实现JVM intrinsic降低JNI的调用开销；
4.  PMU hardware的Java profiling tool和诊断协助功能；
5.  针对大数据场景的ZenGC。

taobao JVM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，目前已经在淘宝、天猫上线，把Oracle官方JVM版本全部替换了

以上的各种 JVM 版本，比如 HotSpot 和 J9 JVM，都可以看做是不同厂商实现 JVM 产品的具体实现，而它们（JVM）产品的实现必须要符合[《Java虚拟机规范》][Java]，《Java虚拟机规范》是 Oracle 发布 Java 领域最重要和最权威的著作，它完整且详细的描述了 JVM 的各个组成部分

## ?JVM 运行流程 ##

程序在执行之前先要把java代码转换成字节码（class文件），JVM 首先需要把字节码通过一定的方式类加载器（ClassLoader） 把文件加载到内存中 运行时数据区（Runtime Data Area） ，而字节码文件是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine）将字节码翻译成底层系统指令再交由CPU去执行，而这个过程中需要调用其他语言的接口 本地库接口（Native Interface） 来实现整个程序的功能，这就是这4个主要组成部分的职责与功能  
![在这里插入图片描述][8cfe7dc78c274667ba5df5fb41d62381.png]  
总的来看， JVM 主要通过分为以下 4 个部分，来执行 Java 程序的，它们分别是：

1.  类加载器（ClassLoader）
2.  运行时数据区（Runtime Data Area）
3.  执行引擎（Execution Engine）
4.  本地库接口（Native Interface）

## ⭕总结 ##

关于《【JavaEE初阶】 JVM简介》就讲解到这儿，感谢大家的支持，欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注，点赞，收藏支持一下

[Java]: https://book.douban.com/subject/26418340/
[8cfe7dc78c274667ba5df5fb41d62381.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/15/6124cdd03878424ba43e06fb5777877d.png