Jvm系列-Jvm概述（一）_理科男同学-程序员宅基地_jvm

技术标签： JVM Java jvm概述

1，什么是JVM？

2，JVM跨平台及原理

3，JVM的分类

1，什么是JVM？

JVM 是 java虚拟机，是用来执行java字节码(二进制的形式)的虚拟计算机。
jvm是运行在操作系统之上的，与硬件没有任何关系。

2，JVM跨平台及原理

跨平台：由Java编写的程序可以在不同的操作系统上运行：一次编写，多处运行。
原理：编译之后的字节码文件和平台无关，需要在不同的操作系统上安装一个对应版本的虚拟机(JVM)

3，JVM的分类

类加载子系统。
运行时数据区 [ 我们核心关注这里的栈、堆、方法区 ]。
执行引擎(一般都是JIT编译器和解释器共存)
- JIT编译器(主要影响性能)：编译执行；一般热点数据会进行二次编译，将字节码指令变成机器指令。将机器指令放在方法区缓存。
- 解释器(负责响应时间，他的响应时间很快)：逐行解释字节码。

4，JVM的位置

JVM位于操作系统上层，但是位于应用程序下层。

5，JVM的体系结构

入口是编译好的字节码文件（编译器前端）-->经过类加载子系统（将我们的字节码加载到内存当中，生成一个class对象，中间经过三步：加载--->链接--->初始化）
在内存中，多个对象共享内存的是方法区和堆区（多个线程共享区）。
Java虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器每一个线程独有一份。
执行引擎：解释器（解释运行），jit及时编译器（编译器后端），垃圾回收器三部分。

6，Java代码的执行流程

高级语言翻译为机器指令，主要是由执行引擎完成的。
- 解释器（解释运行，把字节码翻译为机器指令，主要负责翻编译器性能）。
- jit及时编译器（编译器后端，主要是把热点代码缓存起来，主要负责编译器性能）组成执行引擎。

7，JVM的架构模型

Java编译器输入的指令流基本上是基于栈的指令集架构，另一种指令集架构是基于寄存器的指令集架构，两种架构之间的区别如下：

基于栈实现的指令集特点如下：

设计和实现更加简单，适用于资源受限的系统。
避开了寄存器额分配难题，使用零地址指令分配方式。
指令流中的指令大部分是零地址指令，其执行过程依赖于操作栈，指令集更小，编译器更加容易实现。
不需要硬件支持，可移植性好，更好实现跨平台。
基于栈的指令集：跨平台性，指令集小，指令多执行性能比寄存器差。

基于寄存器指令集的特点：

典型的应用是x86二进制指令集，比如传统的pc以及android的davlik虚拟机。
指令集架构完全依赖于硬件，可移植性差。
性能优秀和执行更加高效。
花费更少的指令去完成一项任务。
在大部分情况下，基于寄存器的指令集往往都以一地址指令，二地址指令，三地址指令为主，而基于栈结构的指令集则以零地址为主。

小结：

由于扩平台式的设计，Java的指令集都是根据栈来设计的，不同的平台cpu架构不同，所以不能设计为基于寄存器的，优点是跨平台，指令集小，编译器容易实现，缺点是性能下降，实现同样的功能需要更多的指令。

8，JVM的生命周期

虚拟机的启动
- Java虚拟机的启动是通过引导类加载器bootstrap class loader创建一个初始类initail calss来完成的，这个类是由虚拟机的具体实现指定的。
虚拟机的执行：
- 一个运行着的java虚拟机有着清晰的任务，执行java程序。
- 程序开始执行虚拟机就运行，程序结束虚拟机就结束运行。
- 执行一个java程序的时候，真真正正的在执行的是一个java虚拟机进程。
虚拟机的停止：以下几种情况会退出虚拟机：
- 程序正常执行结束。
- 程序在运行过程中遇到错误或者异常而终止执行。
- 由于操作系统发故障而导致虚拟机进程终止运行。
- 某一个线程调用了Runtime类或者system类的exit方法，或者调用runtime类的halt方法，并且java安全管理器允许执行安全退出的方法。

9，三大商业虚拟机

Sun HotSpot
- 提起HotSpot VM，相信所有Java程序员都知道，它是Sun JDK和OpenJDK中所带的虚拟机，也是目前使用范围最广的Java虚拟机。
- 在2006年的JavaOne大会上，Sun公司宣布最终会把Java开源，并在随后的一年，陆续将JDK的各个部分（其中当然也包括了HotSpot VM）在GPL协议下公开了源码，并在此基础上建立了OpenJDK。这样，HotSpot VM便成为了Sun JDK和OpenJDK两个实现极度接近的JDK项目的共同虚拟机。
- 在2008年和2009年，Oracle公司分别收购了BEA公司和Sun公司，这样Oracle就同时拥有了两款优秀的Java虚拟机：JRockit VM和HotSpot VM。 Oracle公司宣布在不久的将来（大约应在发布JDK 8的时候）会完成这两款虚拟机的整合工作，使之优势互补。整合的方式大致上是在HotSpot的基础上，移植JRockit的优秀特性，譬如使用JRockit的垃圾回收器与MissionControl服务，使用HotSpot的JIT编译器与混合的运行时系统。
- 从服务器，桌面，到移动端，嵌入式都有应用。
BEA JRocket
- 专注于服务端应用(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)。
- Jrockit JVM 是世界上最快的jvm3. 2008年被oracle收购。
- 专注于服务器端的应用。
- 它不太关注程序的启动速度，因此JRockit内部不包含解析器的实现，全部代码都靠及时编译器编译之后执行。
iBM J9
- 市场定位与hotspot接近，服务器端，桌面应用，嵌入式等。
- 目前，是影响力最大的三大商业虚拟机之一。
- 应用于IBM的各种Java产品。

本文链接：https://blog.csdn.net/qq_38163244/article/details/109551205

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