回首Java——再回首JDK

若是你是刚要被Java军训的新兵，可有几时对环境搭建而不知所措？又如若你是驰骋Java战场多年的老将，可曾拿起陪伴你许久的82年的JDK回味一番？今天咱们就来道一道JDK，从新来认识认识这个既熟悉又陌生的伙伴。

既然要唠唠JDK，首先想到的，确定是要了解下都是谁来推动Java和JDK发展的。

Java发展的会议与组织

提及Java的起源一定要提起Sun公司，由其发起了专属于Java的JavaOne会议。不过Sun公司被Oracle收购后，JavaOne会议同Oracle先前的Oracle OpenWorld会议并成了Oracle Code One会议，而且会议内容也再也不单纯讨论Java的发展。另外还有JCP（Java Community Process）是个开放性的国际技术标准组织，职责是发展和更新Java 技术规范，由其推出了大量Java相关技术规范JSR，具体可点此查看。JCP的运做方式是由我的或者厂商提出JSR规范提案，再有JCP委员会的成员投票表决是否采用。其弊端是JCP委员会仍是主要由厂商组成，这些规范可能更偏向于厂商的利益，而非大众的利益。

JDK版本

咱们要知道Java应用开发并非只有常接触的移动端 、服务端的应用开发。Sun公司根据不一样业务领域方向分红了四个JDK版本：

• Java Card，主要是以具备安全防御性的方式来执行小型的Java Applet，普遍运用在SIM卡、提款卡上；
• Java SE，前称J2SE。Java的标准版，为JavaEE和JavaME提供了基础类库以及能力。也是咱们安装部署Java环境最基础的版本；
• Java EE，前称J2EE。针对企业级应用的增强版。主要涉及的技术：JDBC、EJB（被Spring遮住了光芒）、Servlet、RMI、JNDI、JMS、JPA、JTS等。Java 10版本之后被Oracle公司放弃，捐献给了Eclipse基金会，并后成为Jakarta EE;
• Java ME，前称J2ME。主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序；

Oracle JDK vs Open JDK

至于它俩的区别，下面的列表基本列出：

	Oracle JDK	Open JDK
起源时间	JDK1.0，1996年1月发行	OpenJDK 6（基于Java SE 7），2007年发行
代码协议	新的OTN协议，2019年1月以后发布的Oracle JDK 8更新将没法用于商业	GPLv2+CE
发行周期	JDK6及以前大约每两年一版本，6至7五年，7至八、8至9三年;JDK10及之后均6个月一个大版本；每3年一个LTS版本；	OpenJDK 9及以前大约三年一个版本；OpenJDK 10及之后均6个月一个大版本；
支持时间	从JDK10起，每6个月一个大版本；从JDK11起，每3年一个LTS长期维护的版本；	从JDK10起，每6个月一个大版本；不发行LTS版本，只维护半年，也就是下个版本发布便再也不维护。可是有其余顶级公司继续维护，如Red Hat OpenJDK，Liberica OpenJDK
商标	java商标拥有者	不可以使用java
性能	响应能力、JVM性能更强	——
功能	Flight Recorder，Java Mission Control和Application Class-Data Sharing	Font Renderer，但OpenJDK 11后也包含Oracle JDK的功能，还有Z Garbage Collector

若是大家公司既想应用新特性，又没有受权的话，那就使用OpenJDK 11吧！毕竟Oracle的产品总监也说了，Oracle JDK是基于OpenJDK源代码构建的，OracleJDK和OpenJDK在Java 11后，功能基本保持一致。可见连接：Oracle JDK Releases for Java 11 and Later。

各版本特性及重要事件

JDK 1.0在1996年1月23日发布，Java语言有了第一个正式版本的运行环境；

JDK 1.2，Sun公司正式将Java拆分红J2SE，J2EE和J2ME三大技术体系；

JDK 1.6，终结了J2EE、J2SE、J2ME的命名方式，启用Java SE 六、JavaEE 六、Java ME 6的命名方式。与此同时，Sun公司宣布将对Java技术开源；

JDK 7，Sun公司被Oracle公司收购，发布时间延期；

JDK 8，Oracle启用JEP（JDK Enhancement  Proposal）定义管理新版JDK发布的新特性，完成了JDK 7规划了但没有实现的功能，HotSpot移除掉永久代，吸取了JRockit的Java Mission Control监控工具等功能；8u201/202版本后，若是是用做商业用途，须要收费；

JDK 9，jigsaw模块化、加强jshell、jlink、jhsdb等工具，并支持了91个JEP；此前均以特性驱动发行版本。9开始变成以时间驱动，发布周期为6个月一个大版本，3年一个 LTS版本；

JDK 10，主要是JDK内部重构，只支持了12个JEP；Oracle公司抛弃Java EE，捐献给Eclipse基金会；

JDK 11，推出了ZGC垃圾收集器（只支持64位的Linux机器），支持了17个JEP；第一个官宣的LTS发行版；

JDK 12：推出非Oracle开发的Shen-andoah垃圾收集器，OracleJDK随后剔除了，存在于OpenJDK，支持了8个JEP；

JDK 13：支持5个JEP；

JDK 14：推出Windows和MacOS的ZGC垃圾收集器，支持16个JEP；

各版本具体的New Feature，你们能够直接上Oracle官网追溯。或者查看我推荐的两篇博文：博文1传送门、博文2传送门。我这里就再也不赘述了，后面会开个专栏，去探索实践Java每一个版本特性的实现。

精华！！!解密JDK包

JDK的运用，渗透到从事Java开发工做的各位的每一天，从开发到调试，再到发布和部署，以及上线后的运维都息息相关。相信在座的各位，必定有过疑问，jdk究竟是怎么组成的？了解这些可能对咱们的开发工做没有太多的做用，可是哪位又能预料明天和bug哪一个先到呢，也许这就是你找到问题根因的地方！再不济，学习点知识，总不会有坏处！跟随个人脚步，一块儿看看JDK究竟是怎么构成的吧！

组成架构

咱们先来看下官方文档中Java SE版本JDK的组成架构图：

很直接地能够看出，最下面的Java HotSpot VM，是Java运行最基础的组件；Java SE API即咱们平常编程使用的Java类库；JRE是Java应用程序运行的最小环境，其中包括了JVM，Java SE API类库和其余标准或非标准组件；JDK包含了JRE和一些Tool。Java8增长新特性Compact Profiles，是由于Java丰富的类库在小型应用中显得有些累赘，便将JRE分红了三种实现，compact一、compact2和compact3，具体的拆分状况以下，可见数字越大，包含的内容越多。在编译时，使用option： -profile，指定对应的实现方式便可。

JDK文件组成

以windows环境的Java 8u261版本为例，针对JDK的组成架构进行解读。先来了解下解压或者安装完JDK的文件夹结构吧：

• bin目录中存放了开发过程的编译解释工具，如java.exe、javac.exe等，以及开发运维工做中经常使用的资源消耗统计等不一样功能的辅助工具，如jmap.exe、jconsole.exe、jstat.exe等。
• include目录下能够看到都是以.h结尾的文件，用来支持Java中用到的本地方法以及JVM调试程序接口用到的本地技术。
• jre目录则是jdk运行的开发环境时使用的runtime，如jdk bin目录下的执行文件都是创建在这个jre文件夹的基础上 ！固然也是能够单纯用于Java编写的程序。须要说明的，若是存在指望依赖的jar包（如中间件的驱动程序），能够放置于jre的lib目录下的ext文件夹 。
• lib目录是存放JDK bin目录下可执行文件依赖的jar包等，如常见的tools.jar；
• src.zip则是Java类库源码，主要包含rt.jar，以及程序启动器Launcher源码，主要功能是建立ExtClassLoader和AppClassLoader，根据配置建立SercurityManager，设置进程上下文类加载器；

JVM

Oracle官网po出组成架构图最下面即是最基础、最重要的JVM技术，是在真实计算机上模拟虚拟的计算机功能。正是它的存在，才成就了“一次编译，屡次运行”；

Java8后提供了两种模式的VM，一种是Client，一般用于客户端应用程序，能够减小应用的启动时间和内存占用，一种是Server，会提高运行时执行速度；在jvm.cfg文件中第一个是默认实现，默认是-server KNOWN，KNOWN可设置成IGNORE，这只是表示相应的option是否启用。

此处列出两个Q&A，这也是我最初接触JVM的疑问。

Q1：JVM做为Java程序最重要的组件，为何文件夹里没有一个很明显的文件表示用于JVM的呢？

A1：JVM以动态库的形式存在，Windows上置于jre的bin文件夹下的server或者client文件夹里的jvm.dll。Linux上置于jre的lib文件下的/amd**/server或者/amd**/client文件夹下的libjvm.so。

Q2：JVM是怎么被加载并实例化的？

A2：JVM加载是经过java.exe来完成：首先经过launcher下的main函数建立JVM装载环境、配置，而后装载jvm.dll，装载完成后经过JNI本地调用接口找到JNI_CreateJavaVM的函数地址，而后调用函数去实例化JNIEnv对象：JVM，最后便经过JVM实例装载并处理class文件。代码调用顺序以下，童鞋可自行看下源码：main() > JLI_Launch() > CreateExecutionEnvironment() > SetJvmEnvironment() > LoadJavaVM() > JVMInit() > JavaMain() > InitializeJVM() > CreateJavaVM() [调用JNI接口] > LoadMainClass() > GetApplicationClass() ；

哦~~原来是这样啊！是否是对JVM进一步认识了呢？不过这才是皮毛，剩下的等我开个专题慢慢道来！还不赶忙关注我？

 JRE 依赖包

JRE运行所依赖的jar包，包含在/jre/lib和/jre/lib/ext文件夹下，若是有jar包但愿做为JVM信任的Jar包第一时间加载，也能够直接将jar包置于/jre/lib/ext文件夹下。介绍下全部依赖的jar包：

jar包	做用
access-bridge.jar	Microsoft Windows操做系统的Java Access Bridge使基于Windows的辅助技术能够与Java Accessibility API进行交互；
charsets.jar	扩展的字符集。rt.jar中sun.nio.cs包下为基础的字符集；
cldrdata.jar	数据标准库，用于数据的国际化和本地化。可见：cldr官网；
deploy.jar	用于部署应用的执行安装程序；
dnsns.jar	处理DNS服务，暴露lookupAllHostAddr(),getHostByAddr()方法，用于InetAddress；
jaccess.jar	Java Accessibility Utilities实用程序类的一部分，可帮助辅助技术提供对实现Java Accessibility API的GUI工具包的访问；
javaws.jar	JNLP协议，支持Java Web Start应用，能够直接经过浏览器执行Java应用程序；
jce.jar	扩展的加密包；
jfr.jar	Java飞行记录器，是JMC的一个重要组成部分，用于记录JVM和运行的Java程序的诊断数据、分析数据。对性能影响小于1%；
jfxrt.jar	JavaFX的运行时核心jar包，至关于rt.jar
jfxswt.jar	为JavaFX和Swing提供兼容性操做
jsse.jar	用于验证SSL链接的jar
localedata.jar	国际化的数据
management-agent.jar	只有MANIFEST.MF一个文件，用于VisualVM或者JConsole等工具的代理jar包；可查看实际应用介绍
nashorn.jar	Java嵌入式的JS引擎，能够实现js与Java的相互调用，还可使用jrunscript命令运行js；
plugin.jar	用于各类使用场景的插件jar包
resources.jar	用于各类使用场景用到的静态资源，如.properites，.png，.css，.txt等文件
rt.jar	Java的runtime运行时核心代码包
sunec.jar,sunjce_provider.jar, sunmscapi.jar,sunpkcs11.jar	加密相关的jar包
zipfs.jar	支持对zip压缩包文件操做

rt.jar介绍

Java SE版本涉及的基础核心类库，源码则能够将jdk的src.zip解压后查看。可是并不是rt.jar中的全部包都是有源码的。不知道具体缘由是什么，有没有了解的童鞋评论下点拨下。

具体API均可以在https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/index.html查看，或者下到电脑自行查看，不一样版本的API直接将"/8/"变动成你须要的Java版本便可。

接下来介绍下组成架构图中Java SE规范除去UI Toolkits的模块以及功能。

模块	API规范	功能
lang and util	java.lang.* java.util.*	提供几乎全部Java应用程序的基本功能
Math	java.lang.Math java.lang.StrictMath java.math	浮点数计算，数学公式计算
Management	java.lang.management java.util.logging.LoggingMXBean javax.management com.sun.management com.sun.tools.attach com.sun.tools.jconsole	提供JVM、JConsole、JMX、日志等监控管理功能
Versioning	java.lang.Class java.lang.ClassLoader java.lang.Package java.lang.System	提供Class、Package管理功能
Ref Objects	java.lang.ref	引用对象提供与GC有限交互功能
Reflection	java.lang.reflect	反射提供从JVM中查看加载类、修改对象的功能
Collections	基于java.util.Collection的实现 基于java.util.Map的实现	提供了功能强大、设计优秀的集合操做功能
Concurrency Utilities	java.utl.concurrent	提供了强大且易扩展的高并发解决方法
JAR	java.util.jar java.net.JarURLConnection	提供了Jar文件的处理功能
Logging	java.util.logging	提供对日志记录的处理和交互
Preferences API	java.util.prefs	提供对用户和应用的首选项处理功能
Instrumentation	java.lang.instrument	用于工具来检测Java编程语言应用程序
Regular Expressions	java.util.regex	正则表达式
ZIP	java.util.zip	用于读取和写入标准ZIP和GZIP文件格式
Input/Output	java.io java.nio com.sun.nio	提供针对文件和设备I/O处理的丰富功能
Serialization	java.io	提供Java对象的序列化和反序列化功能
Networking	java.net javax.net com.sun.net jdk.net等	提供用于网络处理的功能，包括寻址、链接、安全等
Security	java.security javax.crypto javax.rmi.ssl javax.xml.crypto javax.smartcardio com.sun.security org.ietf.jgss等	用于与安全相关的功能的API，如访问控制，数字签名，身份验证和受权，加密等
Internationalization	java.util.spi java.util.Locale java.text.DecimalFormatSymbols等	支持开发国际化应用程序的API，能够在不进行工程更改的状况下适应各类语言和地区。
Beans	java.beans java.beans.beancontext	主要提升了交互性和可维护性，JavaBeans的长期持久性能够读写bean做为其属性值的文本表示形式
JMX	javax.management	Management Extension管理扩展，用于管理和监控资源使用
XML JAXP	javax.xml org.w3c.dom org.xml.sax	用于处理XML文档和数据
JNI		用于编写Java本机方法并将Java虚拟机嵌入本机应用程序的标准编程接口，能够实现Java与其余语言的交互。推荐一篇介绍如何使用JNI的文章
Extension Mechanism		支持扩展，jar包置于/jdk/jre/lib/ext,二进制文件置于/jdk/jre/bin，JVM会做为可信任文件加载，不作安全检查。已弃用，将来版本删除此功能
Override Mechanism		除JCP外定义的Java API，能够覆盖成新版本做为承认标准版本。将来版本删除功能
IDL	org.omg.CORBA org.omg.CosNaming org.omg.PortableServer org.omg.PortableInterceptor org.omg.DynamicAny	使分布式、支持Web的Java应用能够基于IIOP协议透明地调用远程服务
JDBC	java.sql javax.sql	通用数据访问接口，须要驱动进行链接。如经常使用的mysql-connector-java.jar
JNDI	javax.naming	提供命名和目录功能，以通用方式访问各类服务。如Spring定义的jndi-lookup能够用于Wildfly部署的应用程序来创建数据库链接
RMI	java.rmi	提供调用远程JVM中的Java对象的方法，使用对象序列化来封装和解析
RMI-IIOP	org.omg.CORBA org.omg.CosNaming org.omg.PortableServer javax.rmi	经过Internet Inter-ORB协议技术进行Java远程方法调用RMI编程模型可经过RMI API进行CORBA服务器和应用程序的编程。
Scripting	javax.script	脚本引擎接口，能够实现动态脚本与java的交互，Java SE套件中含有nashorn引擎，可见nashorn.jar

JDK提供的工具

全部提供的工具按照类别分组状况以下，具体的使用方法能够下载JDK的文档查看。

• 基本工具 (appletviewer, extcheck, jar, java, javac, javadoc, javah, javap, jdb, jdeps)
• 安全工具 (keytool, jarsigner, policytool, kinit, klist, ktab)
• 国际化工具 (native2ascii)
• RMI工具 (rmic, rmiregistry, rmid, serialver)
• Java IDL和RMI-IIOP工具 (tnameserv, idlj, orbd, servertool)
• 部署工具 (javapackager, pack200, unpack200)
• Java Web Start工具 (javaws)
• 故障排除，性能分析，监视和管理工具 (jcmd, jconsole, jmc, jvisualvm)
• Web服务工具 (schemagen, wsgen, wsimport, xjc) 

Java 9及之后

上述的组成架构图，是基于Java 8的解析。在Java9前，因为以前JRE必需要总体部署运行，会形成必定程度不指望的性能影响或者资源消耗。Oracle公司针对这方面的考虑，在JCP组织上作了不少的工做，终于在Java 9上实现了模块化。

Java 9以前是经过不一样的package和jar对功能作区分隔离，Java9后，能够经过不一样的module进行隔离。

若是打开JDK 9后文件夹，你会发现jre文件夹不存在了，出现了新的文件夹：jmods。文件夹下面的每一个文件都是一个组件，每一个组件都会有一个module-info.class文件。打开文件你会发现，存在着相似nodejs等语言经常使用的关键字：用requires引入须要的组件、 用exports暴露的包名；其中java.base是最基础的模块，其余组件不须要显示requires。

module java.sql {
    requires transitive java.logging;
    requires transitive java.transaction.xa;
    requires transitive java.xml;

    exports java.sql;
    exports javax.sql;

    uses java.sql.Driver;
}

笔者也还不曾使用过Java 8之后的版本编写过项目，童鞋们有没有优秀的文章分享分享呢？

总结

经过上述的篇幅，咱们能够知道：

1. JVM在JRE(JDK)中是以动态连接库的形式存在的，windows中是jvm.dll，linux中是libjvm.so

2. JDK 8有3种实现的compact JRE，数字越大，功能越丰富

3. 组成架构图中的Java SE API部分，位于/jre/lib和/jre/lib/ext文件夹下jar包中

4. rt.jar包是Java SE最为核心的包

5. 组成架构图中的Tools部分，位于jdk的bin目录下的可执行的二进制文件

6. JDK 9后 Java SE API再也不是以jar形式存在，而是.jmod文件，针对不一样的功能进行模块化

 

如今对JDK的组成结构到实际开发运用是否有了进一步理解呢？有疑问的地方，欢迎童鞋们留言讨论！ 

 

参考文章： 1. https://blog.csdn.net/topdeveloperr/article/details/89789132#jdk%E5%8C%85%E6%80%BB%E8%A7%88 2. https://segmentfault.com/a/1190000022711960