JVM与Java体系-Toy模板网

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JVM体系跟着尚硅谷的康师傅学习

JVM内存与垃圾回收概述

JVM与Java体系

除了大部分的Java开发人员，除了会在项目中使用到与Java平台相关的框架，与API，对于Java的虚拟机了解甚少。但是也需要我们知道如何处理OOM，SOF异常，除了程序运行的底层硬件的优化，还需要我们知道项目的在jvm层面的性能监控与调优。

高级语言的执行的过程

JVM与Java体系

Java VS C++

Java = (C++)--

垃圾收集机制为我们打理了很多繁琐的工作，大大提高了开发的效率，但是，垃圾收集也不是万能的，懂得JVM内部的内存结构、工作机制，是设计高扩展性应用和诊断运行时问题的基础，也是Java工程师进阶的必备能力。
C++语言需要程序员自己来分配内存和回收内存，对于高手来说可能更加舒服，但是对于普通开发者，如果技术实力不够，很容易造成内存泄漏。而Java全部交给JVM进行内存分配和回收，这也是一种趋势，减少程序员的工作量。

书籍推荐

周志明老师的《深入理解Java虚拟机》【第三版】这本书非常推荐看，

Java的生态圈

Java不仅是一个开发语言，更像是一个平台

Java是目前应用最为广泛的软件开发平台之一。随着Java以及Java社区的不断壮大Java 也早已不再是简简单单的一门计算机语言了，它更是一个平台、一种文化、一个社区。

作为一个平台，Java虚拟机扮演着举足轻重的作用
- Groovy、Scala、JRuby、Kotlin等都是Java平台的一部分
作为一种文化，Java几乎成为了“开源”的代名词。
- 第三方开源软件和框架。如Tomcat、Struts，MyBatis，Spring等。
- 就连JDK和JVM自身也有不少开源的实现，如openJDK、Harmony。
作为一个社区，Java拥有全世界最多的技术拥护者和开源社区支持，有数不清的论坛和资料。从桌面应用软件、嵌入式开发到企业级应用、后台服务器、中间件，都可以看到Java的身影。其应用形式之复杂、参与人数之众多也令人咋舌。

Java-垮平台的语言

JVM与Java体系

一次编译到处运行 write once, run anywhere

Java可能不是最强大的语言，但JVM一定是最强大的虚拟机。

Java发展的重大事件

1990年，在Sun计算机公司中，由Patrick Naughton、MikeSheridan及James Gosling领导的小组Green Team，开发出的新的程序语言，命名为Oak，后期命名为Java
1995年，Sun正式发布Java和HotJava产品，Java首次公开亮相。
1996年1月23日Sun Microsystems发布了JDK 1.0。
1998年，JDK1.2版本发布。同时，Sun发布了JSP/Servlet、EJB规范，以及将Java分成了J2EE、J2SE和J2ME。这表明了Java开始向企业、桌面应用和移动设备应用3大领域挺进。
2000年，JDK1.3发布，Java HotSpot Virtual Machine正式发布，成为Java的默认虚拟机。
2002年，JDK1.4发布，古老的Classic虚拟机退出历史舞台。
2003年年底，Java平台的scala正式发布，同年Groovy也加入了Java阵营。
2004年，JDK1.5发布。同时JDK1.5改名为JavaSE5.0。
2006年，JDK6发布。同年，Java开源并建立了OpenJDK。顺理成章，Hotspot虚拟机也成为了OpenJDK中的默认虚拟机。
2007年，Java平台迎来了新伙伴Clojure。
2008年，oracle收购了BEA，得到了JRockit虚拟机。
2009年，Twitter宣布把后台大部分程序从Ruby迁移到Scala，这是Java平台的又一次大规模应用。
2010年，Oracle收购了Sun，获得Java商标和最真价值的HotSpot虚拟机。此时，Oracle拥有市场占用率最高的两款虚拟机HotSpot和JRockit，并计划在未来对它们进行整合：HotRockit。JCP组织管理Java语言
2011年，JDK7发布。在JDK1.7u4中，正式启用了新的垃圾回收器G1。
2017年，JDK9发布。将G1设置为默认GC，替代CMS
同年，IBM的J9开源，形成了现在的Open J9社区
2018年，Android的Java侵权案判决，Google赔偿Oracle计88亿美元
同年，Oracle宣告JavagE成为历史名词JDBC、JMS、Servlet赠予Eclipse基金会
同年，JDK11发布，LTS版本的JDK，发布革命性的ZGC，调整JDK授权许可
2019年，JDK12发布，加入RedHat领导开发的Shenandoah GC

Open JDK（开源免费）与 Oracle JDK（商业付费）

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在JDK11之前，Oracle JDK中还会存在一些Open JDK中没有的，闭源的功能。但在JDK11中，我们可以认为Open JDK和Oracle JDK代码实质上已经达到完全一致的程度了。
主要的区别就是两者更新周期不一样

JVM的作用

一次编译，到处运行
自动内存管理
自动垃圾回收功能

JVM的位置

JVM与Java体系

JVM的整体结构（以HotSpot VM为例）

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JVM的架构模型

基于栈的指令集架构

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，其执行过程依赖于操作栈。指令集更小，编译器容易实现
不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台

基于寄存器的指令集架构

典型的应用是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，与硬件的耦合度高，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
在大部分情况下，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，而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主

JVM与Java体系

JVM的生命周期

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指定的。

虚拟机的执行

一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务：执行Java程序
程序开始执行时他才运行，程序结束时他就停止
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

有如下的几种情况：

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
由于操作系统用现错误而导致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。
除此之外，JNI（Java Native Interface）规范描述了用JNI Invocation API来加载或卸载 Java虚拟机时，Java虚拟机的退出情况。