来了！清华学霸亲码的JVM知识详解笔记限时分享，遭网友疯狂下载

Hello，今天给各位童鞋们分享的是JVM，赶忙拿出小本子记下来吧

一 JVM生命周期

虚拟机的启动

Java虚拟机的启动是经过引导类加载器（bootstrap class loader）建立一个初始类（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，程序结束时他就中止。

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作Java虚拟机的进程。

虚拟机的退出

有以下的几种状况：

程序正常执行结束

程序在执行过程当中遇到了异常或错误而异常终止

因为操做系统出现错误而致使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，而且Java安全管理器也容许此次exit或halt操做。

除此以外，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虚拟机的退出状况。

二 JVM发展历程

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，它同时也是世界上第一款商用Java虚拟机，JDK1.4时彻底被淘汰。

这款虚拟机内部只提供解释器。如今还有及时编译器，所以效率比较低，而及时编译器会把热点代码缓存起来，那么之后使用热点代码的时候，效率就比较高。

若是使用JIT编译器，就须要进行外挂。可是一旦使用了JIT编译器，JIT就会接管虚拟机的执行系统。解释器就再也不工做。解释器和编译器不能配合工做。

如今hotspot内置了此虚拟机。

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

也能够叫Non-Conservative/Accurate Memory Management

虚拟机能够知道内存中某个位置的数据具体是什么类型。|

具有现代高性能虚拟机的维形

热点探测（寻找出热点代码进行缓存）

编译器与解释器混合工做模式

只在solaris平台短暂使用，其余平台上仍是classic vm，英雄气短，终被Hotspot虚拟机替换

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。

不论是如今仍在普遍使用的JDK6，仍是使用比例较多的JDK8中，默认的虚拟机都是HotSpot

Sun/oracle JDK和openJDK的默认虚拟机

所以本课程中默认介绍的虚拟机都是HotSpot，相关机制也主要是指HotSpot的Gc机制。（好比其余两个商用虚机都没有方法区的概念）

从服务器、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。

经过计数器找到最具编译价值代码，触发即时编译或栈上替换

经过编译器与解释器协同工做，在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡

JRockit

专一于服务器端应用

它能够不太关注程序启动速度，所以JRockit内部不包含解析器实现，所有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升（一些超过了70%）和硬件成本的减小（达50%）。

优点：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提供以毫秒或微秒级的JVM响应时间，适合财务、军事指挥、电信网络的须要

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，JRockit被oracle收购。

oracle表达了整合两大优秀虚拟机的工做，大体在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：目前就任于谷歌，研究人工智能和水下机器人

IBM的J9

全称：IBM Technology for Java Virtual Machine，简称IT4J，内部代号：J9

市场定位与HotSpot接近，服务器端、桌面应用、嵌入式等多用途VM普遍用于IBM的各类Java产品。

目前，有影响力的三大商用虚拟机之一，也号称是世界上最快的Java虚拟机。

2017年左右，IBM发布了开源J9VM，命名为openJ9，交给EClipse基金会管理，也称为Eclipse OpenJ9

OpenJDK -> 是JDK开源了，包括了虚拟机

KVM和CDC / CLDC Hotspot

oracle在Java ME产品线上的两款虚拟机为：CDC/CLDC HotSpot Implementation VM KVM（Kilobyte）是CLDC-HI早期产品目前移动领域地位尴尬，智能机被Angroid和ioS二分天下。

KVM简单、轻量、高度可移植，面向更低端的设备上还维持本身的一片市场

智能控制器、传感器

老人手机、经济欠发达地区的功能手机

全部的虚拟机的原则：一次编译，处处运行。

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Azu1VW和BEALiquid VM是与特定硬件平台绑定、软硬件配合的专有虚拟机I

高性能Java虚拟机中的战斗机。

Azul VM是Azu1Systems公司在HotSpot基础上进行大量改进，运行于Azul Systems公司的专有硬件Vega系统上的ava虚拟机。

每一个Azu1VM实例均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，AzulSystems公司开始从硬件转向软件，发布了本身的zing JVM，能够在通用x86平台上提供接近于Vega系统的特性。

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便是如今的JRockit VE（Virtual Edition），

Liquid VM不须要操做系统的支持，或者说它本身自己实现了一个专用操做系统的必要功能，如线程调度、文件系统、网络支持等。

随着JRockit虚拟机终止开发，Liquid vM项目也中止了。

Apache Marmony

Apache也曾经推出过与JDK1.5和JDK1.6兼容的Java运行平台Apache Harmony。

它是IElf和Inte1联合开发的开源JVM，受到一样开源的openJDK的压制，Sun坚定不让Harmony得到JCP认证，最终于2011年退役，IBM转而参与OpenJDK

虽然目前并无Apache Harmony被大规模商用的案例，可是它的Java类库代码吸纳进了Android SDK。

Micorsoft 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、不正当竞争罪名指控微软成功，赔了sun不少钱。微软windowsXPSP3中抹掉了其VM。如今windows上安装的jdk都是HotSpot。

Taobao JVM

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，须要解决高并发、高可用、分布式的复合问题。有大量的开源产品。

基于openJDK开发了本身的定制版本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（GCinvisible 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以外，而且Gc不能管理GCIH内部的Java对象，以此达到下降GC的回收频率和提高Gc的回收效率的目的。

GCIH中的对象还可以在多个Java虚拟机进程中实现共享

使用crc32指令实现JvM intrinsic下降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inte1的cpu，损失了兼容性，但提升了性能

目前已经在淘宝、天猫上线，把oracle官方JvM版本所有替换了。

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 y只能称做虚拟机，而不能称做“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。

执行的是编译之后的dex（Dalvik Executable）文件。执行效率比较高。

它执行的dex（Dalvik Executable）文件能够经过class文件转化而来，使用Java语法编写应用程序，能够直接使用大部分的Java API等。

Android 5.0使用支持提早编译（Ahead of Time Compilation，AoT）的ART VM替换Dalvik VM。

Graal VM

2018年4月，oracle Labs公开了GraalvM，号称 "Run Programs Faster Anywhere"，勃勃野心。与1995年java的”write once，run anywhere"遥相呼应。

GraalVM在HotSpot VM基础上加强而成的跨语言全栈虚拟机，能够做为“任何语言” 的运行平台使用。语言包括：Java、Scala、Groovy、Kotlin；C、C++、Javascript、Ruby、Python、R等

支持不一样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

工做原理是将这些语言的源代码或源代码编译后的中间格式，经过解释器转换为能被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解释器。在运行时还能进行即时编译优化，得到比原生编译器更优秀的执行效率。

若是说HotSpot有一天真的被取代，Graalvm但愿最大。可是Java的软件生态没有丝毫变化。

总结

具体JVM的内存结构，其实取决于其实现，不一样厂商的JVM，或者同一厂商发布的不一样版本，都有可能存在必定差别。主要以oracle HotSpot VM为默认虚拟机。

好啦，今天的文章就到这里了，但愿可以帮助到屏幕前迷茫的大家