目录
一、Java虚拟机整体架构祥图
二、Java代码执行过程详图
三、汇编语言、机器语言、高级语言关系
四、JVM的架构模型
五、JVM的生命周期
（一）虚拟机的启动
（二）虚拟机的执行
（三）虚拟机的退出
六、JVM发展历程
（一）sun Classic VM
（二）Exact VM
（三）hotspot虚拟机
（四）JRockit
（五）IBM J9
（六） Azul VM
（七）Liquid VM
（八）Apache Harmony
（九）TaobaoJVM
（十）Dalvik VM
一、Java虚拟机整体架构祥图
二、Java代码执行过程详图
三、汇编语言、机器语言、高级语言关系
四、JVM的架构模型
Java的编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构，另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构
两种架构的区别：
基于栈式架构：
1、优点
- 设计和实现简单，适用于资源受限的系统
- 避开了寄存器的分配难题：使用零地址指令方式分配
- 指令流中大部分都是零地址指令，其执行过程依赖操作栈，指令集更小，编译器容易实现
- 8位字节码，所以说指令集更小，但是完成一项操作花费的指令相对多。
- 不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台
2、缺点
- 性能下降，实现同样的功能需要更多的指令，毕竟还要入栈出栈等操作
基于寄存器架构：
1、优点
- 性能优秀，执行更高效
- 花费更少的指令去完成一项操作
2、缺点
- 指令集架构完全依赖硬件，可移植性差
3、典型应用是X86的二进制指令集，比如传统的PC以及安卓的Davlik虚拟机（16位字节码）
大部分情况下，指令集往往以一地址指令，二地址指令和三地址指令为主。
为什么说栈式花费的指令多？
我们可以通过javap命令反编译一个文件，查看其计算流程：
javap 查看字节码
- -v输出附加信息
- -l输出行号和本地变量表
- -p显示所有类和成员
- -c对代码进行反汇编
五、JVM的生命周期
（一）虚拟机的启动
通过引导类加载器bootstrap class loader创建一个初始类来完成的，这个类是由虚拟机的具体实现指定的。
（二）虚拟机的执行
执行一个所谓的Java程序的时候，真正执行的是一个叫Java虚拟机的进程
（三）虚拟机的退出
- 程序正常执行结束
- 执行过程遇到异常或错误而异常终止
- 操作系统错误导致Java虚拟机进程终止
- Runtime类或System类的exit方法、runtime类的halt方法，并且Java安全管理器允许这次exit或halt操作
- halt停止、停下、阻止
- exit方法源码：static native void halt0（int status）
- 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虚拟机退出的情况
六、JVM发展历程
（一）sun Classic VM
- 世界第一款商用Java虚拟机
- JDK1.4时被淘汰
- 只提供了解释器
- 如果使用JIT编译器，就需要外挂，但是JIT和解释器不能配合工作
（二）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
- 虚拟机知道内存中某个位置的数据是什么类型
- 具有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，其他平台还是Classic vm
- 英雄气短，被hotspot虚拟机替换
（三）hotspot虚拟机
- 最初由Longview Technologies的小公司设计，1997年被sun公司收购，2009年sun公司被甲骨文收购
- JDK1.3时，HotSpot VM成为默认虚拟机
- 绝对市场地位，称霸武林
- JDK6,8等均默认
- HotSpot就是他的热点代码探测技术
- 通过计数器找到最具编译价值代码，触发即时编译或栈上替换
- 通过编译器与解释器协同工作，在优化响应时间和最佳执行性能中取得平
（四）JRockit
- BEA公司
- 专注服务器端应用
- 不太关注程序启动速度，引起JRockit内部不包括解析器实现，全部代码靠即时编译器编译后执行
- 世界上最快的JVM
- 全面的Java运行时解决方案组合
- JRockit Real Time提供毫秒或微秒级的JVM响应时间，适合财务、军事指挥，电信网络的需要
- MissionControl服务套件，极低的开销，来监控、管理和分析生成环境中的应用程序的工具
- 2008年BEA被oracle收购
- JDK8中，在HOTSPOT的基础上，移植JRockit的优秀特性
（五）IBM 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
- 广泛应用于IBM的各种Java产品
- IBM产品结合使用性能最好
- 有影响力的三大商用虚拟机之一
- 2017开源，OPEN J9
（六） Azul VM
- 与特定硬件平台绑定、软硬件配合的专有虚拟机
- 运行于Azul Systems公司的专有硬件Vega系统上的虚拟机
- 每个实例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，发布自己的Zing JVM，可以在通用X86平台上提供接近于vega系统的特性
（七）Liquid VM
- BEA公司开发的，运行在自家Hypervisor系统上
- 不需要操作系统支持，本身实现了一个专用操作系统的必要功能，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项目也停止了
（八）Apache Harmony
- JDK1.5,1.6兼容
- IBM和Intel联合开发的开源JVM，2011年退役
- Java类库代码吸纳进了Android SDK
（九）TaobaoJVM
- 基于OpenJDK开发了自己的定制版本AlibabaJDK
- 深度定制且开源的高性能服务器版JAVA虚拟机
- GCIH：GC invisible heap，将生命周期较长的Java对象从heap中已到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
- 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
- 针对大数据场景的ZenGC
- 在阿里产品上性能高，硬件严重依赖intel的CPU，损失了兼容性，但是提高了性能
- 淘宝、天猫上线，把oracle官方JVM版本全部替换
（十）Dalvik VM
- 谷歌开发，应用于Android系统，安卓2.2提供了JIT，发展迅猛
- 只能称作虚拟机，不能称作Java虚拟机，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
- 执行的是编译后的dex文件，执行效率比较高
- 安卓5.0使用支持提前编译AOT的ART VM替换Dalvik VM
