JVM工做原理和特色(一些二逼的逼神面試官會問的問題)

做爲一種閱讀的方式瞭解下jvm的工做原理

     ps：(一些二逼的逼神面試官會問的問題)

 

JVM工做原理和特色主要是指操做系統裝入JVM是經過jdk中Java.exe來完畢,經過如下4步來完畢JVM環境.

1.建立JVM裝載環境和配置

2.裝載JVM.dll

3.初始化JVM.dll並掛界到JNIENV(JNI調用接口)實例

4.調用JNIEnv實例裝載並處理class類。

在咱們執行和調試Java程序的時候,經常會提到一個JVM的概念.JVM是Java程序執行的環境,但是他同一時候一個操做系統的一個應用程序一個進程,所以他也有他本身的執行的生命週期,也有本身的代碼和數據空間.

首先來講一下JVM工做原理中的jdk這個東西,不管你是剛開始學習的人仍是高手,是j2ee程序猿仍是j2se程序猿,jdk老是在幫咱們作一些事情.咱們在瞭解Java以前首先大師們會給咱們提供說jdk這個東西.它在Java整個體系中充當着什麼角色呢?

我很是驚歎sun大師們設計天才,能把一個如此完整的體系結構化的如此完美.jdk在這個體系中充當一個生產加工中心,產生所有的數據輸出,是所有指令和戰略的運行中心.自己它提供了Java的完整方案,可以開發眼下Java能支持的所有應用和系統程序.這裏說一個問題,你們會問,那爲何還有j2me,j2ee這些東西,這兩個東西目的很是easy,分別用來簡化各自領域內的開發和構建過程.jdk除了JVM以外,另外一些核心的API,集成API,用戶工具,開發技術,開發工具和API等組成

好了,廢話說了那麼多,來點於主題相關的東西吧.JVM在整個jdk中處於最底層,負責於操做系統的交互,用來屏蔽操做系統環境,提供一個完整的Java執行環境,所以也就虛擬計算機. 操做系統裝入JVM是經過jdk中Java.exe來完畢,經過如下4步來完畢JVM環境.

1.建立JVM裝載環境和配置

2.裝載JVM.dll

3.初始化JVM.dll並掛界到JNIENV(JNI調用接口)實例

4.調用JNIEnv實例裝載並處理class類。

一．JVM裝入環境，JVM提供的方式是操做系統的動態鏈接文件．既然是文件那就一個裝入路徑的問題，Java是怎麼找這個路徑的呢？當你在調用Java test的時候，操做系統會在path下在你的Java.exe程序，Java.exe就經過如下一個過程來肯定JVM的路徑和相關的參數配置了．如下基於Windows的實現的分析．

首先查找jre路徑，Java是經過GetApplicationHome api來得到當前的Java.exe絕對路徑。c:\j2sdk1.4.2_09\bin\Java.exe,那麼它會截取到絕對路徑c:\j2sdk1.4.2_09\，推斷c:\j2sdk1.4.2_09\bin\Java.dll文件是否存在，假設存在就把c:\j2sdk1.4.2_09\做爲jre路徑，假設不存在則推斷c:\j2sdk1.4.2_09\jre\bin\Java.dll是否存在，假設存在這c:\j2sdk1.4.2_09\jre做爲jre路徑．假設不存在調用GetPublicJREHome查HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\Java Runtime Environment\「當前JRE版本」\JavaHome的路徑爲jre路徑。

而後裝載JVM.cfg文件JRE路徑+\lib+\ARCH（CPU構架）+\JVM.cfgARCH（CPU構架）的推斷是經過Java_md.c中GetArch函數推斷的。該函數中windows平臺僅僅有兩種狀況：WIN64的‘ia64’，其它狀況都爲‘i386’。

以個人爲例：C:\j2sdk1.4.2_09\jre\lib\i386\JVM.cfg.基本的內容例如如下：

-client KNOWN
-server KNOWN
-hotspot ALIASED_TO -client
-classic WARN
-native ERROR
-green ERROR

在咱們的jdk文件夾中jre\bin\server和jre\bin\client都有JVM.dll文件存在。而Java正是經過JVM.cfg配置文件來管理這些不一樣版本號的JVM.dll的．經過文件咱們可以定義眼下jdk中支持那些JVM,前面部分（client）是JVM名稱。後面是參數，KNOWN表示JVM存在，ALIASED_TO表示給別的JVM取一個別名。WARN表示不存在時找一個JVM替代，ERROR表示不存在拋出異常．在執行Java XXX是，Java.exe會經過CheckJVMType來檢查當前的JVM類型。Java可以經過兩種參數的方式來指定詳細的JVM類型。一種依照JVM.cfg文件裏的JVM名稱指定，另一種方法是直接指定，它們執行的方法各自是「Java -J」、「Java -XXaltJVM=」或「Java -J-XXaltJVM=」。

假設是第一種參數傳遞方式。CheckJVMType函數會取參數‘-J’後面的JVM名稱，而後從已知的JVM配置參數中查找假設找到同名的則去掉該JVM名稱前的‘-’直接返回該值。而另一種方法，會直接返回「-XXaltJVM=」或「-J-XXaltJVM=」後面的JVM類型名稱；假設在執行Java時未指定上面兩種方法中的任一一種參數。CheckJVMType會取配置文件裏第一個配置中的JVM名稱，去掉名稱前面的‘-’返回該值。CheckJVMType函數的這個返回值會在如下的函數中匯同jre路徑組合成JVM.dll的絕對路徑。假設沒有指定這會使用JVM.cfg中第一個定義的JVM.可以經過set _Java_LAUNCHER_DEBUG=1在控制檯上測試．

最後得到JVM.dll的路徑，JRE路徑+\bin+\JVM類型字符串+\JVM.dll就是JVM的文件路徑了。但是假設在調用Java程序時用-XXaltJVM=參數指定的路徑path,就直接用path+\JVM.dll文件作爲JVM.dll的文件路徑．

二：裝載JVM.dll

經過第一步已經找到了JVM的路徑，Java經過LoadJavaVM來裝入JVM.dll文件．裝入工做很是easy就是調用Windows API函數：

LoadLibrary裝載JVM.dll動態鏈接庫．而後把JVM.dll中的導出函數JNI_CreateJavaVM和JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs掛接到InvocationFunctions變量的CreateJavaVM和GetDefaultJavaVMInitArgs函數指針變量上。

JVM.dll的裝載工做宣告完畢。

三：初始化JVM。得到本地調用接口。這樣就可以在Java中調用JVM的函數了．調用InvocationFunctions－>CreateJavaVM也就是JVM中JNI_CreateJavaVM方法得到JNIEnv結構的實例．

四：執行Java程序．

Java程序有兩種方式一種是jar包，一種是class. 執行jar,Java -jar XXX.jar執行的時候，Java.exe調用GetMainClassName函數，該函數先得到JNIEnv實例而後調用Java類Java.util.jar.JarFileJNIEnv中方法getManifest()並從返回的Manifest對象中取getAttributes("Main-Class")的值即jar包中文件：META-INF/MANIFEST.MF指定的Main-Class的主類名做爲執行的主類。

以後main函數會調用Java.c中LoadClass方法裝載該主類（使用JNIEnv實例的FindClass）。

main函數直接調用Java.c中LoadClass方法裝載該類。

假設是執行class方法。main函數直接調用Java.c中LoadClass方法裝載該類。

而後main函數調用JNIEnv實例的GetStaticMethodID方法查找裝載的class主類中

「public static void main(String[] args)」方法，並推斷該方法是否爲public方法。而後調用JNIEnv實例的

CallStaticVoidMethod方法調用該Java類的main方法。