Java虛擬機詳解（一）------簡介

　　本系列博客咱們將以當前默認的主流虛擬機HotSpot 爲例，詳細介紹 Java虛擬機。以 JDK1.7 爲主，同時介紹與 JDK1.8 的不一樣之處，經過Oracle官網以及各類文獻進行整理，並加以驗證，力求保證這塊知識的正確性，完整性。

　　如下是本系列博客參考的相關文檔：

　　①、JDK1.7虛擬機規範：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/index.html

　　　　JDK1.8虛擬機規範：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html

　　②、Oracle Java SE 8 產品組件：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/index.html

　　③、周志明老師：《深刻理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐》

　　④、陳濤老師：《HotSpot實戰》

一、Oracle Java SE 8 產品組件

　　經過上面給定的地址，咱們能夠看到以下這張圖：

　　

　　一般來講 Java平臺標準版（Java SE）包括 Java SE開發工具包（JDK）和Java SE運行時環境（JRE）。

　　JRE提供了運行以Java編程語言編寫的applet和應用程序所必需的庫，Java虛擬機和其餘組件；JDK包括JRE以及編譯器和調試器等命令行開發工具，能夠用來開發Java應用程序 。

　　PS：JDK包含JRE，咱們一般安裝JDK的同時也會安裝JRE。

二、虛擬機

　　上圖的最下一行Java虛擬機是被 JRE 所包含，咱們在介紹Java虛擬機時，先了解虛擬機的概念。

　　所謂虛擬機，其實就是一臺虛擬的機器，能夠用來執行一系列虛擬的命令。大致上虛擬機能夠分爲兩種：系統虛擬機和程序虛擬機。

　　①、系統虛擬機：是徹底對物理計算機的仿真，能夠說和一臺真實的PC操做系統沒什麼區別。好比經常使用的 Vmare 以及 Visual Box 軟件，經過這些軟件可以模擬出具備完整硬件系統功能的、運行在一個徹底隔離環境中的完整計算機系統。

　　②、程序虛擬機：專門爲執行單個計算程序而產生，最典型的就是Java虛擬機，在Java虛擬機中執行字節碼文件命令。

三、Java虛擬機

　　瞭解了什麼是虛擬機，咱們再看什麼是 Java虛擬機。

　　Java虛擬機能夠看作是一臺抽象的計算機，如同真實的計算機那樣，它有本身的指令集以及各類運行時內存區域，它與Java語言沒有必然的聯繫，只與特定的二進制文件——class 文件格式關聯（字節碼文件），能夠經過Java語言或者其餘語言編寫的程序編譯成class文件，而後在Java虛擬機上運行。Java虛擬機有如下二個特色：

　　①、語言無關

　　Java虛擬機只和class文件關聯，因此只要你編寫程序的語言可以編譯成class文件，那麼都可以在Java虛擬機上運行。

　　

 

　　②、平臺無關

　　Java從誕生之初就宣傳的一個口號：一次編寫，處處運行。

　　也就是說Java是一個跨平臺的語言，那麼Java是如何實現跨平臺的呢？

　　其實Java之因此跨平臺是由於Java虛擬機的適配，不一樣的系統實現不一樣的Java虛擬機。Java虛擬機就至關於操做系統和應用程序之間的中介，每種平臺安裝適應該平臺的Java虛擬機，那麼咱們編寫的程序固然可以在任意平臺運行。

　　

四、Java虛擬機種類

　　商用虛擬機：

 　　①、Sun HotSpot

　　該虛擬機性能優越，是 sun JDK1.3 及之後全部 sun JDK 版本默認的虛擬機，使用最爲普遍，本系列博客就是以這個虛擬機爲平臺進行介紹。

　　

　　②、BEA  JRockit

　　JRockit 虛擬機是 BEA 公司於 2002 年從 Appeal Virtual Machines 收購得到的虛擬機。它是一款面向服務器硬件和服務端使用場景高度優化過得虛擬機，曾經號稱是「世界上速度最快的虛擬機」。因爲專一於服務端應用，它的內部不包含解析器的實現，所有代碼都靠即時編譯器編譯後執行。

　　③、IBM J9

　　J9 虛擬機是 IBM 公司單獨開發的高性能虛擬機，它並不獨立出售，而是做爲 IBM 公司各類產品的執行平臺，IBM 把它定義爲一個能夠適應從嵌入式設備到大型企業級應用的、高可移植性的Java運行平臺。

　　④、Sun Classic 

　　這個虛擬機很原始，是 JDK1.0 時代使用的Java虛擬機，是各類虛擬機的鼻祖，它的內部不存在即時編譯器，只能使用純解釋的方式運行。

　　⑤、Sun Exact 

　　這是 Sun 公司在 HotSpot 以外的另外一個虛擬機，在 JDK1.2 時代曾短暫的投入過商用，它和 HotSpot 同時開發，但最終被 HotSpot 取代。

　　⑥、Apache Harmony 

　　Harmony 是 Apache 軟件基金會主導的、開源的、獨立的、實際兼容與 JDK1.5 和 JDK1.6的虛擬機實現，它間接催生了 Google Android 平臺的 Dalvik 虛擬機，Android 的影響力如今有多大不用多說，目前已是最成功的的數碼設備通用平臺。可是因爲它的 TCK 受權問題，直接致使 Apache 與 Oracle 的決裂，從而退出了 JCP 組成，這是近代 Java 陣營遇到的最嚴重的分裂危機。

　　嵌入式虛擬機

　　①、Dalvik

　　Dalvik 虛擬機是 Google 等廠商合做開發的 Android 移動設備平臺的核心組成部分之一，它執行 dex(Dalvik Executable) 文件而不是 class 文件，使用寄存器架構而不是棧架構，可是它的開發體系與Java有着千絲萬縷的關係，能夠直接使用大部分的 Java API、dex 文件能夠直接從class文件轉化而來。而且在 Android 2.2 中提供了即時編譯器的實現，性能大大的提升。

　　②、KVM

　　在 Android、IOS 等智能手機操做系統出現以前，曾普遍應用於手機平臺的一種虛擬機。

　　③、CDC/CLDC HotSpot

　　CDC和 CLDC HotSpot 分別是 Sun 針對高端嵌入式設備和中低端嵌入式設備的虛擬機，用來代替 KVM。