深入JVM虚拟机(一) 初识JVM

来源：互联网发布：淘宝自己举报自己编辑：程序博客网时间：2024/06/03 22:38

深入JVM虚拟机(一)初识JVM

1 JVM虚拟机简史

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

1.1 JVM发展

1、1996年SUN JDK1.0 Classic VM：

- 纯解释运行，使用外挂进行JIT

2、1997年 JDK1.1发布：

- AWT、内部类、JDBC、RMI、反射。

3、1998年 JDK1.2发布SolarisExact VM：

- JIT解释器混合。

- AccurateMemory Management精确内存管理，数据类型敏感。

- 提升GC性能。

- JDK1.2开始称为Java2 J2SE J2EE J2ME出现，加入SwingCollections。

4、2000年 JDK1.3 Hotspot 作为默认虚拟机发布：

- 加入JavaSound

5、2002年JDK1.4Classic VM退出历史舞台：

- Assert正则表达式 NIO IPV6日志加密类库。

6、2004年JDK1.5在Java语法易用性上做出了非常大的改进：

- 增加自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数、遍历循环（foreach循环）等语法特性。

7、2006年JDK1.6发布Sun终结了从JDK 1.2开始已经有8年历史的J2EE、J2SE、J2ME的命名方式：

- 提供动态语言支持（通过内置MozillaJavaScript Rhino引擎实现）。

- 提供编译API和微型HTTP服务器API。

8、2011年 JDK1.7发布，增加新特性：

- Java集合的增强支持，Switch中可用String类型参数，自动资源管理，提供新的G1收集器，加强对非Java语言的调用，升级类加载架构等。

9、2014年JDK1.8发布，Lambda表达式：

- 最大的改进就是Lambda表达式，其目的是使Java更易于为多核处理器编写代码。

- 语法增强 JAVA类型注解

1.2 JVM大事记

1、使用最为广泛的JVM为HotSpot

2、HotSpot为LongView Technologies开发被Sun收购

3、2006年 Java开源并建立OpenJDK

- HotSpot成为Sun JDK和OpenJDK中所带的虚拟机

4、2008年 Oracle收购BEA

- 得到JRockit VM

5、2010年Oracle收购Sun

- 得到HotSpot

6、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

2 JAVA虚拟机规范

JVM遵循着冯·诺依曼体系结构的设计原理。冯·诺依曼体系结构中，指出计算机处理的数据和指令都是二进制数，采用存储程序方式不加区分的存储在同一个存储器里，并且顺序执行，指令由操作码和地址码组成，操作码决定了操作类型和所操作的数的数字类型，地址码则指出地址码和操作数。而JVM通过在操作系统上建立虚拟机，自己定义出来的一套统一的数据结构和操作指令，把同一套语言翻译给各大主流的操作系统，实现了跨平台运行，可以说JVM是java的核心，是java可以一次编译到处运行的本质所在。

2.1 JAVA语言规范

1、语法定义：

语法定义

语法

IfThenStatement:

if (Expression) Statement

ArgumentList:

Argument

ArgumentList , Argument

if(true){do sth;}

add(a,b,c,d);

2、词法结构：

词法结构

词法说明

- \u + 4个16进制数字表示UTF-16

- 行终结符： CR, or LF, or CR LF.

- 空白符

- 空格 tab \t换页 \f 行终结符

- 注释

- 标示符

- 关键字

Identifier:

Identifier Chars but not a Keyword or Boolean Literal or Null Literal

标识符不能是一个关键字或者布尔值和null

IdentifierChars:

JavaLetter

IdentifierChars JavaLetter Or Digit

标识符可以是字母或者数字

JavaLetter:

any Unicode character that is a Java letter (see below)

任何的Unicode都可以做为标识符。

JavaLetterOrDigit:

any Unicode character that is a Java letter-or-digit (see below)

- Int

- Long

- Float

- Double

- 操作

0 2 0372 0xDada_Cafe 1996 0x00_FF__00_FF

0l 0777L 0x100000000L 2_147_483_648L 0xC0B0L

1e1f 2.f .3f 0f 3.14f 6.022137e+23f

1e1 2. .3 0.0 3.14 1e-9d 1e137

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

3、类型和变量

类型

语法

基本类型：

byte short int long float char

基本类型修改的是值。

引用类型修改的是引用。

2.2 整数的表达

1、原码：第一位为符号位（0为正数，1为负数），如整数5

十进制：5

二进制：00000101

2、反码：符号位不动，反码加1，如整数-6

十进制：-6

原码：10000110

反码：11111001

3、补码：正数补码：和原码相同，负数补码：符号位不动，反码加1，如整数06、-1、0

十进制：-6

原码：10000110

反码：11111001

补码：11111010

十进制：-1

原码：10000001

反码：11111110

补码：11111111

十进制：0

原码：10000000

反码：11111111

补码：00000000

4、使用补码加法计算，如-6-5：

十进制：-6+5=-1

11111010

+ 00000101

= 11111111

5、JAVA打印二进制

    int num = -6;    for (int i = 0; i < 32; i++) {        int result = (num & 0x80000000 >>> i) >>> (31 - i);        System.out.print(result);    }

2.3 浮点型表达

1、Float支持IEEE754

2、特殊方法：

- <init>

- <clinit>

2.4 JVM的编译

- 源码到JVM指令的对应格式

- JVM反汇编的格式：<index> <opcode> [ <operand1> [ <operand2>... ]] [<comment>]

代码

指令代码

publicvoid spin() {

for (inti = 0;i < 100;i++) {

// zLoop body is empty

}

0 iconst_0 //把数据0入栈

1 istore_1 //把弹出来，赋给变量i(i=0)

2 goto 8 //通过不计算，直接跳转到第8指令

5 iinc 1 1 //本地变量i值加1操作 (i++)

8 iload_1 //把本地变量i推栈中

9 bipush 100 //把100推到栈中

11 if_icmplt 5 //比较i < 100是否小于100，如果小于100,跳转第5条指令

14 return //直接返回

2.5 学习JVM推荐书籍：

1. 《JVM7规范》

2. 《深入理解Java虚拟机》

3. 《HotSpot实战》

4. 《深入理解Java 7:核心技术与最佳实践》

5. 《java并发编程实践》

6. 《java多线程设计模式详解》

--以上为《深入JVM虚拟机(一) 初识JVM》，如有不当之处请指出，我后续逐步完善更正，大家共同提高。谢谢大家对我的关注。

——厚积薄发(yuanxw)

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