【JVM虚拟机】第一篇：初始JVM

1.什么是JVM

JVM全称是Java Virtual Machine ,我们中文翻译过来叫做Java虚拟机或者JVM虚拟机。
JVM本质上是一个运行在电脑上的一个软件，他做的主要任务就是运行Java源代码编译出来的字节码文件。

我们编译出来的源代码，首先使用java提供的jdk中javac编译成.class后缀的字节码文件，这个文件实际上并不能被系统加载并运行，而是需要通过jvm进行解释成计算机机器码才能够运行，也就是说jvm实际上就是充当一个翻译官的操作，如果一个翻译官会10国语言，那么你的对翻译官说的语言，能够让10国人听懂。这也是我们java语言的一个常说的特性：“一次编译，处处运行”；这里运行指的是能够将字节码文件解释成不同系统能执行的机器码。

2.JVM功能

1. 解释运行： 对字节码文件中的指令，实时的解释成机器码，让计算机执行，字节码文件中，包含了字节码指令，计算机无法直接执行，java虚拟机会将字节码文件中的字节码指令实时解释成机器码，机器码是计算可以执行的指令。
2. 内存管理：自动为对象、或者方法等分配内存。自动的垃圾回收机制，回收已经不再使用的对象，java虚拟机会帮助程序员为对象分配内存，同时将不用的对象使用垃圾回收器回收掉，这对比c和C++这些语言的一个优势，在C/C++语言中，对象的回收需要程序员手动去编写代码完成，如果遗漏了这段删除对象的代码这个对象会永远的占用内存空间，不会再回收，除非我们关闭程序。所以JVM的这个功能降低了程序员的编写代码的难度。类似于：扫地机器人，可以将我丢的垃圾进行回收掉，但是C、C++没有这个功能，需要我们自己去收拾，你丢的垃圾你自己捡起来。
3. 即时编译：在程序运行过程中，Java虚拟机需要将字节码指令实时地解释成计算机能识别的机器码，这个过程在运行时可能会反复地执行，所以效率较低。在jdk1.1中，进行一个优化方案，为什么这样优化？我们以现实生活中举例，一个老板有一个翻译官，翻译官会10国语言，这个老板就相当于有了10国语言的能力，但是有一个缺点，就是老板进行对话的过程中，需要翻译官把话翻译成对应的语言，这样才行。这就浪费了时间。后来老板就聪明了，直接先将需要给别人说的核心内容的话，直接给翻译官说，翻译官提前翻译好，到时候直接给对方说，这样是不是就直接提高了效率，jvm虚拟机优化也是这样，先将核心的字节码文件翻译成机器看得懂的语言，放在内存中，程序执行的时候直接去运行。这样Java通过即时编译器获得了接近C/C++语言的性能，在某些特定的场景下甚至可以实现超越。相比于C/C++而言，人家没有秘书，但是人家跟自己国家的人交流，直接交流就行了，但是如果要去其他国家，老板就没办法了，老板必须自己去学会其他国家的语言。

3.常见的JVM虚拟机

JVM虚拟机有很多款，就类似于翻译官很多其他技能，有的翻译官会跳舞蹈，有的会耍猴，有的会干其他事，JVM虚拟机也是一样的，JVM虚拟机在原来的翻译的基础上，实现了其他技能，有了其他特性，就比如你想要一个会开车并会翻译的翻译官。常见的JVM虚拟机有：

也就是说这些JVM虚拟机都满足Java虚拟机的开发规范，类似于各类翻译官，都会翻译一样。
并且JVM虚拟机不仅可以服务老板（java），还可以服务其他人（python），但是他们都需要满足class字节码（语言的）的规范。
最为常用的就是HotSpot，聊一下发展历程：

• 初出茅庐 - 1999年4月
  源自1997年收购的SmallTalk语言的虚拟机，HotSpot虚拟机初次在JDK中使用。在JDK1.2中作为附加功能存在，JDK1.3之后作为默认的虚拟机。
• 野蛮生长 - 2006年12月
  JDK 6发布，并在虚拟机层面做了大量的优化，这些优化对后续虚拟机的发展产生了深远的影响。
• 稳步前进 - 2009-2013
  JDK7中首次推出了G1垃圾收集器。收购了Sun公司之后，吸纳了JRockIt虚拟机的一些设计思想，JDK8中引入了JMC等工具，去除了永久代。
• 百家争鸣 - 2018-2019
  JDK11优化了G1垃圾收集器的性能,同时推出了ZGC新一代的垃圾回收器，JDK12推出Shenan-doah垃圾回收器。
• 拥抱云原生 - 2019-至今
  以Hotspot为基础的GraalVM虚拟机诞生，不仅让解决了单体应用中多语言整合的难题，同时也提升了这些语言运行时的效率。极高的性能、极快的启动速度也更适用于当下的云原生架构。