JVM与Java体系

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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++)--  

  1. 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。
  2. 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。

  1. 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
  2. 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。
  3. 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)

JVM与Java体系

  • 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

  1. 一次编译,到处运行
  2. 自动内存管理
  3. 自动垃圾回收功能

JVM的位置

             JVM与Java体系

 JVM与Java体系

JVM的整体结构(以HotSpot VM为例)

JVM与Java体系

 

 JVM的架构模型

      基于栈的指令集架构               

  1. 设计和实现更简单,适用于资源受限的系统;
  2. 避开了寄存器的分配难题:使用零地址指令方式分配
  3. 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
  4. 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

  1. 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。
  2. 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
  3. 性能优秀和执行更高效
  4. 花费更少的指令去完成一项操作
  5. 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

  1. 一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务:执行Java程序
  2. 程序开始执行时他才运行,程序结束时他就停止
  3. 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:

  1. 程序正常执行结束

  2. 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止

  3. 由于操作系统用现错误而导致Java虚拟机进程终止

  4. 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。

  5. 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。

注:

                                  本编文章以HotSpot虚拟机为例,其他的vm不了解文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-400490.html

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