JVM学习总结：字节码篇_尚硅谷jvm-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/kwok924/article/details/143095040

本文是学习尚硅谷宋红康老师主讲的 尚硅谷JVM精讲与GC调优教程 的总结，部分内容也参考了 JavaGuide 网站（文末有链接）

JVM 概述

Oracle JDK 与 OpenJDK 是什么关系？

2006 年 SUN 公司将 Java 开源，也就有了 OpenJDK。2009 年 Oracle 收购了 Sun 公司，于是在 OpenJDK 的基础上搞了一个 Oracle JDK。
- OpenJDK 网站：https://openjdk.org/projects/jdk/ ，仓库地址：https://github.com/openjdk/jdk/。Oracle JDK 网站：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/。
- OpenJDK 是完全开源且免费的。Oracle JDK 不是完全开源的，会提供免费版本，但一般有时间限制。
- 功能性上两者基本一致。
- OpenJDK 根据 GPL v2 协议获得许可，Oracle JDK 使用 BCL/OTN 协议获得许可。
JDK、JRE、JVM 是什么关系？

JRE 包括 JVM 和 Java 基础类库，JDK 不仅包含 JRE，还包括编译器 javac 和其他工具，如 javadoc（文档生成器）、jdb（调试器）、jconsole（监控工具）、javap（反编译工具）等。

不过，从 JDK 9 开始，就不需要区分 JDK 和 JRE 的关系了，取而代之的是模块系统和 jlink 工具。
常见的 JVM 有哪些？

HotSpot、JRockit、J9
JIT 是什么？
JIT 是 Just In Time 的缩写，JVM 将字节码文件转换为机器码时，JVM 类加载器首先加载字节码文件，然后通过解释器逐行解释执行，这种方式的执行速度会相对比较慢。后面引进了 JIT 编译器，当 JIT 编译器完成第一次编译后，将字节码文件中的热点代码对应的机器码保存下来，下次可以直接使用。
JVM 架构图

字节码文件概述

生成 class 文件的编译器有哪些？

也叫前端编译器，有javac、ECJ（Eclipse Compiler for Java，是一种增量式编译器）、ajc（AspectJ编译器）。
javac 编译器的编译步骤有哪些？

词法分析、语法分析、语义分析、生成字节码。
如何解读 class 文件？
- 查看二进制工具：Notepad++ 安装 HEX-Editor 插件，或者 Binary Viewer软件。
- 使用 Oracle 官方的反解析工具 javap
```
javap -v xxx.class
```
- 使用IDEA插件：jclasslib 或 jclasslib bytecode viewer 客户端工具。

class 文件结构

class 文件结果有哪几部分？
- 魔鬼数字： 0xCAFEBABE
- class 文件版本
- 常量池
- 访问标识
- 类索引、父类索引、接口索引集合
- 字段表集合
- 方法表集合
- 属性表集合
官网文档：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se23/html/jvms-4.html
JDK 1.1 对应的 class 文件版本是 45 ，后面版本依次加 1 。虚拟机JDK版本为1.k （k >= 2）时，对应的class文件格式版本号的范围为45 - 44 + k 。
常量池

常量池存放所有常量。常量池表项中，用于存放编译时期生成的各种
- 字面量
  - 文本字符串
  - 声明为 final 的常量值
- 符号引用
  - 类和接口的全限定名
  - 字段的名称和描述符
  - 方法的名称和描述符

字节码指令

Java 虚拟机的指令由一个字节长度的操作码和操作数构成，指令集的操作码总数不超过 256 条。

官方文档： https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se23/html/jvms-6.html

JVM 中字节码的指令集按用途大致分为 9 类：

加载与存储指令，如 xload、xstore等
算术指令，如 iadd、isub 等
类型转换指令，如 i2l、l2f 等
对象的创建与访问指令，如 new、 getstatic、getfield 等
方法调用与返回指令，如 invokevirtual、ireturn 等
操作数栈管理指令，如 pop、dup 等
控制转移指令，如 ifeq、iflt 等
异常处理指令，如 athrow
同步控制指令，如 monitorenter、monitorexit

Java 虚拟机还有一个只在内部使用的基本类型：returnAddress ，Java 程序员不能使用这个类型，这个基本类型被用来实现 Java 程序中的 finally 子句。该类型是 jsr、ret 以及 jsr_w 指令需要使用到的，它的值是 JVM 指令的操作码指针。 returnAddress 类型不是简单意义的数值，不属于任何一种基本类型，并且它的值是不能被运行中的程序所修改的。

参考

尚硅谷JVM精讲与GC调优教程（宋红康主讲）（https://www.bilibili.com/video/BV1Dz4y1A7FB?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=9266b9af652d5902d068c94b9d60116f）
M精讲与GC调优教程（宋红康主讲）（https://www.bilibili.com/video/BV1Dz4y1A7FB?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=9266b9af652d5902d068c94b9d60116f）
JavaGuide网站（https://javaguide.cn/java/basis/java-basic-questions-01.html）