JVM #
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
引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（.class二进制字节码文件），就可以在多种平台上不加修改地运行
JVM还是一个跨语言的平台，除了java语言，很多语言都可以在JVM上进行运行，只有遵守JVM规范，使用自己的编译器生成.class字节码文件
也就是说，JVM只关心字节码文件，并不关心该字节码文件是由什么语言编译的
JVM的位置 #
JVM的整体结构 #
HotSpot虚拟机是目前市面上高性能虚拟机的代表之一，采用解释器和即使编译器共存的架构
类装载器子系统：主要负责将每个字节码文件加载到内存中，生成Class对象，涉及加载、链接等过程
运行时数据区：内存中的主要结构，方法区和堆区是多线程共用的，其余的虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是每个线程都有一份
执行引擎：主要包括解释器、JIT及时编译器（编译器的后端，编译.java的编译器成为前端编译器）、垃圾回收器
JVM的架构模型 #
Java编译器输入的指令流基本是基于栈的指令集架构；还有一种指令集架构就是基于寄存器的指令集架构
- 基于栈的架构
- 设计和实现更简单，适用于资源受限的系统
- 避开了寄存器的分配难题，使用零地址指令方式分配
- 指令流中的指令大部分是零地址指令，其执行过程依赖操作栈，指令集更小，编译器更容易实现
- 不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台
- 基于寄存器的架构
- 典型应用是x86的二进制指令集，比如传统的PC以及Android的Davlik虚拟机
- 指令集架构则完全依赖硬件，可移植性差
- 性能优秀和执行更高效
- 花费更少的指令去完成一项操作
- 大部分情况下，基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主
例如，同样执行2+3的操作：
基于栈
iconst_2 //常量2入栈
istore_1
iconst_3 //常量3入栈
istore_2
iload_1
iload_2
iadd //常量2、3出栈，执行相加
istore_0 //结果5出栈
基于寄存器
mov eax,2 //将eax寄存器的值设为1
add eax,3 //是eax寄存器的值加3
反编译java文件就可以看到，java是基于栈的内存指令
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
int i = 2;
int j = 3;
int k = i + j;
}
}
使用javap -v Demo.class命令对生成的字节码文件进行反编译
JVM的声明周期 #
虚拟机的启动 #
Java虚拟机的启动是通过引导类加载器（bootstrap class loader）创建一个初始类（initial class）来完成的，这个类是由虚拟机的具体实现来指定的
虚拟机的执行 #
- 一个执行中的Java虚拟机有一个清晰的任务：执行Java程序
- 程序开始执行时它才运行，程序结束时它就停止
- 执行一个所谓的Java程序的时候，真真正正在执行的是一个叫做Java虚拟机的进程
虚拟机的退出 #
- 在以下几种情况下退出
- 程序正常执行结束
- 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
- 由于操作系统出现错误导致Java虚拟机进程终止
- 某线程调用Runtime类或System类的exit方法，或Runtime类的halt方法，并且Java安全管理器也允许这次exit或halt操作
常见的JVM #
Sun Classic VM #
java1.0时发布，java1.4被淘汰
是世界上第一款商用的Java虚拟机
现在默认使用的Hotspot虚拟机内置了Sun Classic VM
虚拟机内部只提供了解释器，而现在主流的JVM都是解释器+JIT编译器（即时编译器）
Exact VM #
java1.2提供此虚拟机
Exact Memory Management：准确式内存管理，虚拟机可以知道内存某个位置的数据具体是什么类型
具有现代高性能虚拟机的雏形：热点特测、编译器和解释器混合工作，被Hotspot虚拟机替换
HotSpot VM（默认） #
三大高性能虚拟机之一
java1.3成为默认虚拟机
HotSpot这个名字就是指它的热点代码探测技术
JRockit #
三大高性能虚拟机之一
专注于服务器端应用，不在乎应用的启动速度，所以不包含解释器，全部代码都使用即时编译器编译后执行
是世界上最快的JVM
由BEA开发，现在已经被Oracle收购，Oracle大致在JDK8完成和HotSpot整合
J9 #
三大高性能虚拟机之一
IBM开发
市场定位和HotSpot接近，服务器端、桌面应用、嵌入式等