01-JVM发展历程

一、JVM发展历程

1、Sun Classic VM

• 早在1996年Java1.0版本的时候，Sun公司发布了一款名为Sun Classic VM的 Java 虚拟机，它同时也是，JDK1.4时完全被淘汰
• 这款虚拟机内部只提供了
• 如果使用 JIT 编译器，就需要进行外挂。但是一旦使用 JIT 编译器，JIT 就会接管虚拟机的执行系统。解释器就不再工作。解释器和编译器不能配合工作
• 现在HotSpot内置了此虚拟机

2、Exact VM

• 为了解决上一个虚拟机问题，jdk1.2时，Sun提供了此虚拟机
• Exact Memory Management：准确式内存管理
  • 也可以叫Non-Conservative / Accurate Memory Management
  • 虚拟机可以知道内存中某个位置的数据具体是什么类型
• 具备现代高性能虚拟机的雏形
  • 热点探测
  • 编译器与解释器混合工作模式
• 只在Solaris平台短暂使用，其他平台上还是Classic VM
  • 英雄气短，终被HotSpot虚拟机替换

3、Sun公司的HotSpot VM

• HotSpot历史

  • 最初由一家名为“Longview Technologies”的小公司设计
  • 1997年，此公司被Sun收购；2009年，Sun公司被甲骨文收购
  • JDK1.3时，HotSpot VM成为默认虚拟机

• 目前HotSpot占有绝对的市场地位，称霸武林

  • 不管是现在广泛使用的JDK6，还是使用比较多的JDK8中，默认的虚拟机都是HotSpot
  • Sun / Oracle JDK 和 OpenJDK 的默认虚拟机

• 从服务端、桌面到移动端、嵌入式都有应用

• 名称中的HotSpot指的就是它的热点代码探测技术

  • 通过计数器找到最具编译价值代码，触发及时编译或栈上替换
  • 通过与协同工作，在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡

4、BEA 的 JRockit

• 专注于服务器端应用
  • 它可以不太关注程序启动速度，因此，全部代码都靠即时编译器编译后执行
• 大量的行业基准测试显示，JRockit JVM 是世界上最快的JVM
  • 使用JRockit产品，客户已经体验到了显著的性能提高（一些超过了 70%）和硬件成本的减少（达 50%）
• 优势：全面的Java运行时解决方案组合
  • JRockit面向延迟敏感型应用的解决方案Jrockit Real Time 提供以毫秒或微妙级的JVM响应时间，适合财务、军事指挥、电信网络的需要
  • MissionControl服务套件，它是一组以极低的开销来监控、管理和分析生产环境中的应用程序的工具
• 2008年，BEA被Oracle收购
• Oracle表达了整合两大优秀虚拟机的工作，大致在JDK8中完成，整合的方式是在HotSpot的基础上，移植JRockit的优秀特性
• 高斯林：目前就职于谷歌，研究人工智能和水下机器人

5、IBM的J9

• 全称：IBM Technology for Java Virtual Machine ，简称 IT4J，内部代号：J9
• 市场定位于HotSpot接近，服务器端、桌面应用、嵌入式等多用途VM
• 广泛用于IBM的各种Java产品
• 目前，，也号称是世界上最快的Java虚拟机
• 2017年左右，IBM发布了开源J9 VM，命名为OpenJ9，交给 Eclipse基金会管理，也称为 Eclipse OpenJ9

6、Azul VM

• 前面三大 “高性能Java虚拟机”使用在通用硬件平台上

• 这里Azul VM 和 BEA Liquid VM是与

  • 高新能Java虚拟机中的战斗机

• Azul VM 是 Azul Systems公司在HotSpot基础上进行大量改进，运行与Azul Systems公司的专有硬件Vega系统上的Java虚拟机

• 每个Azul VM实例都可以管理至少数十个 CPU 和 数百GB内存的硬件资源，并提供在巨大内存范围内实现可控的GC时间的垃圾收集器、专有硬件优化的线程调度等优秀特性

• 2010年，Azul Systems公司开始从硬件转向软件，发布了自己的Zing JVM，可以在通用x86 平台上提供接近于 Vega 系统的特性

7、Liquid VM

• 高性能Java虚拟机中的战斗机
• BEA公司开发的，直接运行在自家HyperVisor系统上
• Liquid VM 即是现在的JRockit VM （Virtual Edition）,
  
• 随着JRockit虚拟机终止开发，Liquid VM项目也停止了

8、Apache Harmony

• Apache也曾经推出过与JDK 1.5和 JDK 1.6兼容的Java运行平台Apache Harmony
• 它是IBM和Intel联合开发的开源JVM，受到同样开源的OpenJDK的压制，Sun坚决不让Harmony获得JCP认证，最终于2011年退役，IBM转而参与OpenJDK
• 虽然目前并没有Apache Harmony被大规模商用的案例，但是它的Java类库代码吸纳进了 Android SDK

9、Microsoft JVM

• 微软为了在IE3浏览器中支持Java Applets，开发了Microsoft JVM。
• 只能在window平台下运行，但确是当时Windows下性能最好的Java VM
• 1997年，Sun以侵犯商标、不正当竞争罪名质控微软成功，赔了Sun很多钱。微软在WindowsXP SP3中抹掉了其VM。现在Windows上安装的jdk都是HotSpot

10、TaobaoJVM

• 由AliJVM 团队发布。阿里，国内使用Java最强大的公司，覆盖云计算、金融、物流、电商等众多领域，需要解决高并发、高可用、分布式的复合问题。有大量的开源产品。
• 基于OpenJDK 开发了自己的定制版本AlibabaJDK，简称AJDK。是整个阿里Java体系的基石
• 基于OpenJDK HotSpot VM 发布的国内第一个优化、深度定制且开源的高性能服务器版Java虚拟机
  • 创新的GCIH（GC invisible heap）技术实现了off-heap，即将生命周期较长的Java对象从heap中移到heap之外，并且GC不能管理GCIH内部的Java 对象，以此达到降低GC 的回收频率和提升 GC 的回收效率的目的
  • GCIH 中的 对象还能够在多个Java 虚拟机进程中实现共享
  • 使用crc32 指令实现 JVM intrinsic 降低JNI 的调用开销
  • PMU hardware 的 Java profiling tool 和 诊断协助功能
  • 针对大数据场景的ZenGC
• taobao vm应用在阿里产品上性能高，硬件严重依赖intel的cpu，损失了兼容性，但提高了性能
  • 目前已经在淘宝、天猫上线，把Oracle 官方JVM 版本全部替换了

11、Dalvik VM

• 谷歌开发的，应用于Android系统，并在Android2.2中提供了JIT，发展迅猛
• Dalvik VM 只能称作虚拟机，而不能称作“Java 虚拟机”，它没有遵循 Java 虚拟机规范
• 不能直接执行 Java 的 Class 文件
• 基于寄存器架构，不是jvm的栈架构
• 执行的是编译以后的dex（Dalvik Executabble）文件。执行效率比较高
  • 它执行的dex（Dalvik Executable）文件可以通过Class文件转化而来，使用Java语法编写应用程序，可以直接使用大部分的Java API等
• Android 5.0 使用支持提前编译（Ahead Of Time Compilation, AOT）的ART VM 替换 Dalvik VM

12、Graal VM

• 2018年4月，Oracle Labs公开了Graal VM，号称,勃勃野心。与1995年Java的“ write once, run anywhere”遥相呼应。
• Graal VM 在HotSpot VM基础上增强而成的。语言包括：Java、Scala、Groovy、Kotlin；C、C++、JavaScript、Ruby、Python、R等
• 支持不同语言中混用对方的接口和对象，支持这些语言使用已经编写好的本地库文件
• 工作原理是将这些语言的源代码或源代码编译后的中间格式，通过
  转换为能被Graal VM接受的中间表示。Graal VM提供Truffle工具集快速构建面向一种新语言的。在运行时还能进行即时编译优化，获得比原生编译器更优秀的执行效率
• 如果说有一天真的被取代，Graal VM希望最大。但是Java的软件生态没有丝毫变化