深入JVM虚拟机(一) 初识JVM

 

 

深入JVM虚拟机(一)初识JVM

 

 

1 JVM虚拟机简史

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。

1.1 JVM发展

 

1、1996年SUN JDK1.0 Classic VM：

-  纯解释运行，使用外挂进行JIT

 

2、1997年 JDK1.1发布：

-  AWT、内部类、JDBC、RMI、反射。

 

3、1998年 JDK1.2发布SolarisExact VM：

-  JIT解释器混合。

-  AccurateMemory Management精确内存管理，数据类型敏感。

-  提升GC性能。

-  JDK1.2开始称为Java2 J2SE J2EE J2ME出现，加入SwingCollections。

 

4、2000年 JDK1.3 Hotspot 作为默认虚拟机发布：

-  加入JavaSound

 

5、2002年JDK1.4Classic VM退出历史舞台：

-  Assert正则表达式 NIO IPV6日志加密类库。

 

6、2004年JDK1.5在Java语法易用性上做出了非常大的改进：

-  增加自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数、遍历循环（foreach循环）等语法特性。

 

7、2006年JDK1.6发布Sun终结了从JDK 1.2开始已经有8年历史的J2EE、J2SE、J2ME的命名方式：

-  提供动态语言支持（通过内置MozillaJavaScript Rhino引擎实现）。

-  提供编译API和微型HTTP服务器API。

 

8、2011年 JDK1.7发布，增加新特性：

-  Java集合的增强支持，Switch中可用String类型参数，自动资源管理，提供新的G1收集器，加强对非Java语言的调用，升级类加载架构等。

 

9、2014年JDK1.8发布，Lambda表达式：

-  最大的改进就是Lambda表达式，其目的是使Java更易于为多核处理器编写代码。

-  语法增强 JAVA类型注解

 

1.2 JVM大事记

1、使用最为广泛的JVM为HotSpot

 

2、HotSpot为LongView Technologies开发被Sun收购

 

3、2006年 Java开源并建立OpenJDK

-  HotSpot成为Sun JDK和OpenJDK中所带的虚拟机

4、2008年 Oracle收购BEA

-  得到JRockit VM

 

5、2010年Oracle收购Sun

-  得到HotSpot

 

6、Oracle宣布在JDK8时整合JRockit和HotSpot，优势互补

-  在Hotspot基础上，移植JRockit优秀特性

 

2 JAVA虚拟机规范

JVM遵循着冯·诺依曼体系结构的设计原理。冯·诺依曼体系结构中，指出计算机处理的数据和指令都是二进制数，采用存储程序方式不加区分的存储在同一个存储器里，并且顺序执行，指令由操作码和地址码组成，操作码决定了操作类型和所操作的数的数字类型，地址码则指出地址码和操作数。而JVM通过在操作系统上建立虚拟机，自己定义出来的一套统一的数据结构和操作指令，把同一套语言翻译给各大主流的操作系统，实现了跨平台运行，可以说JVM是java的核心，是java可以一次编译到处运行的本质所在。

 

2.1 JAVA语言规范

1、语法定义：

语法定义	语法
IfThenStatement:    if (Expression) Statement ArgumentList:    Argument    ArgumentList , Argument	if(true){do sth;}     add(a,b,c,d);

 

2、词法结构：

词法结构	词法说明
-  \u + 4个16进制数字表示UTF-16 - 行终结符： CR, or LF, or CR LF. - 空白符 - 空格 tab \t换页 \f 行终结符 - 注释 - 标示符 - 关键字	Identifier:    Identifier Chars but not a Keyword or Boolean Literal or Null Literal   标识符不能是一个关键字或者布尔值和null IdentifierChars:    JavaLetter    IdentifierChars JavaLetter Or Digit    标识符可以是字母或者数字    JavaLetter:    any Unicode character that is a Java letter (see below)   任何的Unicode都可以做为标识符。 JavaLetterOrDigit:    any Unicode character that is a Java letter-or-digit (see below)
-  Int -  Long -  Float -  Double - 操作	0 2 0372 0xDada_Cafe 1996 0x00_FF__00_FF 0l 0777L 0x100000000L 2_147_483_648L 0xC0B0L 1e1f 2.f .3f 0f 3.14f 6.022137e+23f 1e1 2. .3 0.0 3.14 1e-9d 1e137 +=  -=  *=  /=  &=  |=  ^=  %=  <<=  >>=  >>>=

 

3、类型和变量

类型	语法
基本类型： byte short int long float char	基本类型修改的是值。 引用类型修改的是引用。

 

 

2.2 整数的表达

1、原码：第一位为符号位（0为正数，1为负数），如整数5

十进制：5

二进制：00000101

 

2、反码：符号位不动，反码加1，如整数-6

十进制：-6

原码：10000110

反码：11111001

 

3、补码：正数补码：和原码相同，负数补码：符号位不动，反码加1，如整数06、-1、0

十进制：-6

原码：10000110

反码：11111001

补码：11111010

 

十进制：-1

原码：10000001

反码：11111110

补码：11111111

 

十进制：0

原码：10000000

反码：11111111

补码：00000000

 

4、使用补码加法计算，如-6-5：

十进制：-6+5=-1

    11111010

+   00000101

=   11111111

 

5、JAVA打印二进制

    int num = -6;
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        int result = (num & 0x80000000 >>> i) >>> (31 - i);
        System.out.print(result);
    }

2.3 浮点型表达

1、Float支持IEEE754

 

 

2、特殊方法：

-  

-  

 

2.4 JVM的编译

-  源码到JVM指令的对应格式

-  JVM反汇编的格式：  [  [ ... ]] []

代码	指令代码
publicvoid spin() {   for (inti = 0;i < 100;i++) {      // zLoop body is empty    } }	0   iconst_0     //把数据0入栈 1   istore_1     //把弹出来，赋给变量i(i=0) 2   goto 8       //通过不计算，直接跳转到第8指令 5   iinc 1 1     //本地变量i值加1操作 (i++) 8   iload_1      //把本地变量i推栈中 9   bipush 100   //把100推到栈中 11  if_icmplt 5  //比较i < 100是否小于100，如果小于100,跳转第5条指令 14  return        //直接返回

 

2.5 学习JVM推荐书籍：

1. 《JVM7规范》

2. 《深入理解Java虚拟机》

3. 《HotSpot实战》

4. 《深入理解Java 7:核心技术与最佳实践》

5. 《java并发编程实践》

6. 《java多线程设计模式详解》

                --以上为《深入JVM虚拟机(一) 初识JVM》，如有不当之处请指出，我后续逐步完善更正，大家共同提高。谢谢大家对我的关注。

                                                                                                                                                                                      ——厚积薄发(yuanxw)