1.初识JVM – JVM规范

版权声明：版权归零零天所有 https://blog.csdn.net/qq_39188039/article/details/84580935

初识JVM

• JVM的概念
• JVM发展历史
• JVM种类
• Java语言规范
• JVM规范

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

Java和JVM的历史

• 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
  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
  Assert 正则表达式 NIO IPV6 日志API 加密类库
• 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

说明:JDK1.2开始 称为Java 2
J2SE J2EE J2ME 的出现
加入Swing Collections

Java和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

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
• BM 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

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

• 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
    • += -= *= /= &= |= ^= %= <<= >>= >>>=

• 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语言规范

• 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);
	}

• 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
    • [ [ … ]] []