JVM筆記 -- Java跨平臺和JVM跨語言

學習JVM的重要性

從上層應用程序到底層操做系統，到底有哪些東西？

平時開發的應用程序主要基於各類框架，譬如Spring,SpringMVC,Mybatis,而各類框架又是基於Java API來實現的，Java API調用執行是在JVM上的，而JVM則是運行在操做系統上的，操做系統是在物理機器打交道的。

在框架上進行業務開發，或者學習框架如何使用，是大部分開發者的工做。可是實際上咱們不應執着於框架該如何使用,而是應該往下走，通常最後遇到的問題都會到JVM和操做系統的問題。即便如今的 JVM 已經很完善，幫開發者作了不少事，可是咱們不應以此爲理由不去了解 JVM 的原理。架構師把開發者變成溫室裏的花朵和溫水裏的青蛙，若是有一天出現如下問題，該怎麼解決：

• 運行系統卡死，系統沒法訪問，直接 OOM 。
• 線上 GC （垃圾回收）有問題，須要 dump 內存，進行分析。
• 新項目上線，須要對系統進行評估，設置 JVM 的參數。
• 面試時被問及實際項目中 JVM 參數調優。

幾乎全部的高級語言在交給機器CPU執行以前，都會經歷 高級語言 --> 彙編語言 --> 機器指令 的過程，由於計算機是不會直接識別高級語言的。瞭解高級語言如何轉換成能被機器識別的語言，是開發者必須掌握的技能。

Java比C++多了動態內存分配以及垃圾回收技術，Java的虛擬機幫開發者作了垃圾收集，編譯優化等一系列工做，裏面的垃圾收集算法有哪些？怎麼執行的？JIT編譯器是怎麼工做的？這些每每也是面試常談的話題。懂得JVM的內部機構和工做機制，有利於設計高拓展的應用和快速診斷運行時的問題。

如何學習JVM

去官網找虛擬機規範（英文版）：
https://www.oracle.com/cn/java/technologies/javase-downloads.html

找到：Java Language and Virtual Machine Specifications:

打開以後是：https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html ,也就是Java語言和虛擬機的規範。

能夠選擇如下書籍，若是是初學，最好學周志明老師的深刻理解Java虛擬機，虛擬機規範會直接勸退：

• Java虛擬機規範（Java SE 8版）
• 深刻理解Java虛擬機（JVM高級特性與最佳實踐）

Java規範只是標準，不一樣的版本規範不同，同一個版本的規範在不一樣的虛擬機上有不同的實現，初學者應該從最熱門主流的HotSpot虛擬機開始,也就是Oracle本身推出的Java虛擬機。

經過cmd能夠看出，我裝的Java環境使用的就是64位的HotSpot虛擬機：

如何真正搞懂JVM？

在瞭解JVM規範和原理的狀況下，本身手動實現一個簡易的Java虛擬機。對於大部分人來講，挺難的，可是世間萬物，爲之則不難，不爲，則難。一步登天則難，步步爲營則不難。

語言排行版，目前Java是第二名：
https://www.tiobe.com/tiobe-index/

世界上沒有最好的編程語言，須要按照具體的使用場景來講話。

Java跨平臺怎麼理解？

Java是一門跨平臺語言，所謂跨平臺就是，Java源文件會被編譯成爲字節碼文件，不論是Windows，Linux仍是Mac，都有其適配的JVM，也就是字節碼文件能夠隨意在這些JVM上去運行。

Write once,run anywhere.

其餘的語言，例如c語言，編譯成爲機器碼以後，因爲底層的機器語言支持不同，編譯後的機器語言文件是不能夠跨操做系統運行的。而Java則是把兼容的工做，交給了JVM。不一樣的JVM負責去適配不一樣的操做系統。

全部的Java虛擬機都遵照java虛擬機的規範，語言編寫者不須要考慮兼容問題。

Java虛擬機是Java平臺的基石。 它是技術的組成部分，負責硬件和操做系統的獨立性，已編譯代碼的小尺寸以及保護用戶免受惡意程序攻擊的能力。
Java虛擬機是抽象的計算機。 像真正的計算機同樣，它具備指令集並在運行時操做各類內存區域。 使用虛擬機實現編程語言是至關廣泛的。 最知名的虛擬機多是UCSD Pascal的P代碼計算機。

JVM 跨語言怎麼理解？

JVM是跨語言的平臺，不少語言均可以編譯成爲遵照規範的字節碼，這些字節碼均可以在Java虛擬機上運行。Java虛擬機不關心這個字節碼是否是來自於Java程序，只須要各個語言提供本身的編譯器，字節碼遵循字節碼規範，好比字節碼的開頭是CAFEBABY。

將各類語言編譯成爲字節碼文件的編譯器，稱之爲前端編譯器。而Java虛擬機中，也有編譯器，好比即時編譯器，此處稱爲後端編譯器。

Java虛擬機要作到跨語言，目前來看應該是當下最強大的虛擬機。可是並不是一開始設計要跨語言。

跨語言的平臺有利於什麼？
因爲有了跨語言平臺，多語言混合編程就更加方便了，經過特定領域的語言去解決特定領域的問題。

好比並行處理使用Clojure語言編寫，展現層使用JRuby/Rails,中間層用Java編寫，每一應用層均可以使用不一樣的語言編寫，接口對於開發者是透明的。不一樣語言能夠相互調用，就像是調用本身語言原生的API同樣。它們都運行在同一個虛擬機上。

何爲字節碼？

字節碼狹義上是java語言編譯而成，可是因爲JVM是支持多種語言編譯的字節碼的，而字節碼都是一個標準規範，由於咱們應該稱其爲JVM字節碼。

不一樣的編譯器，能夠編譯出相同的字節碼文件，字節碼文件也能夠在不一樣操做系統上的不一樣JVM中運行。

所以，Java虛擬機實際上和Java語言並不是強制關聯的關係，虛擬機只和二級制文件（Class文件）強關聯。

【做者簡介】：
秦懷，公衆號【秦懷雜貨店】做者，技術之路不在一時，山高水長，縱使緩慢，馳而不息。這個世界但願一切都很快，更快，可是我但願本身能走好每一步，寫好每一篇文章，期待和大家一塊兒交流。