【JVM学习笔记1】JVM与Java体系结构

JVM与Java体系结构

一、JVM的重要性

1. ​ 面试，大厂必备；
2. ​ 中高级程序员的必备：项目管理、调优的需要；
3. ​ 极客精神：垃圾回收算法、JIT、底层原理。

Java相较于C/C++自带安全检查、垃圾回收、动态内存分配，入门学习起来相对更简单一些，工作以后必然要面临很多问题，学习JVM还是很有必要的。

二、Java与JVM

• Java，跨平台的语言：write once，run anywhere。

• JVM，跨语言的平台：JVM只关注字节码文件，任何语言编写的程序通过编译器变成字节码文件都可以在JVM上运行。

• Java和JVM没有必然的联系！

• **虚拟机分两类：**系统虚拟机和程序虚拟机。系统虚拟机是对物理计算机的仿真，例如Visual Box，VMware；程序虚拟机为执行单个计算机程序而设计，例如JVM。

• JVM整体结构简图

• java代码执行流程

• 指令集架构：

  • 基于栈的指令集架构：零地址指令方式分配，指令集更小，不需要硬件支持，可移植性更好，更容易跨平台。典型：JVM。

  • 基于寄存器的指令集架构：依赖硬件，性能更好，指令集更大。典型：传统的PC、Android的Davlink虚拟机。

  • 指令集的大小深刻影响了执行指令的多少，就像没有学会乘法以前，55*10就是将55累加十次（也可以将10累加55次，更耗费资源），有了乘法以后，执行一次即可，时间复杂度由O(n) --> O(1)。

• JVM的生命周期：启动、执行、退出。

• 一些比较出名的JVM

  • 使用最多的三个JVM

    • HotSpot：属于Oracle，平时使用默认的虚拟机，英语即热点代码探测技术，编译器和解释器协同工作，面试中一般没有说明问的都是HotSpot。

    • JRockit：属于Oracle，最快的JVM，没有解释器，只有编译器，一般用在服务器上。

    • J9：属于IBM，号称最快的JVM，因为专门对IBM的硬件做了适配，所以在IBM的硬件上最快，但是不适用于其他硬件（类似苹果的IOS，针对硬件设计的系统）。

    • 可以看到，无论是什么样的架构，如果只考虑一个平台，性能都是可以做到非常高的，基于寄存器的指令集架构如是，J9也如是。但是太依赖硬件就像把鸡蛋放到一个篮子里，如果能像苹果一样天时、地利、人和也还好，但大多都会像诺基亚、柯达这样的公司，很容易压错宝。不得不说，Java的成功是源自其跨平台特性，不能做专才，做全才也不失为走向成功的一条康庄大道。

  • 一些值得了（chui）解（bi）的JVM

    • Sun Classic VM：Java 1.0的产物，世界第一款商用JVM，只有解释器，不能和JIT一同运行，HotSpot内置了该虚拟机。
    • Exact VM：Java 1.2出现，可以热点探测，可以让编译器和解释器混合工作，然而很快HotSpot出现，该虚拟机便没有用武之地。
    • KVM和CDC/CLDC HotSpot：早期用于Java ME产品线上的虚拟机，用于手机上，目前市场基本没有，仅用于老人机、功能机，早年《艾诺迪亚》等游戏就是用java开发的。

  

  • Azul VM：与特定硬件平台绑定、软硬件配合的专有虚拟机，人称“高性能Java虚拟机中的战斗机”。
  • Apache Harmony：IBM和Intel联合开发，但是被Sun打压，最后被放弃，但是其Java类库代码被吸纳进了Android SDK，另类的方式存活着。
  • Microsoft JVM：只能在windows下运行，被sun告了，后来gg。
  • Taobao JVM：阿里基于OpenJDK开发了自己的定制版本AlibabaJDK，是整个阿里Java体系的基石，在阿里产品上性能高，严重依赖intel的cpu。

本学习笔记基于宋老师的JVM课程。学习之路道阻且长，共勉。