【JVM】JVM简介

文章目录

  • 🌴简介
  • 🌲JVM发展史
    • 🌸Sun Classic VM
    • 🌸Exact VM
    • 🌸HotSpot VM
    • 🌸JRockit
    • 🌸J9 JVM
    • Taobao JVM(国产研发)
  • 🌳JVM 运行流程
  • ⭕总结

🌴简介

JVM 是 Java Virtual Machine 的简称,意为 Java虚拟机。

虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件功能的、运行在一个完全隔离的环境中的完整计算机系统。

常见的虚拟机:JVM、VMwave、Virtual Box。
JVM 和其他两个虚拟机的区别:

  1. VMwave与VirtualBox是通过软件模拟物理CPU的指令集,物理系统中会有很多的寄存器;
  2. JVM则是通过软件模拟Java字节码的指令集,JVM中只是主要保留了PC寄存器,其他的寄存器都进行了裁剪。

JVM 是一台被定制过的现实当中不存在的计算机

🌲JVM发展史

🌸Sun Classic VM

早在1996年Java1.0版本的时候,Sun公司发不了一款名为Sun Classic vm的java虚拟机,它同时也是世界上第一款商业java虚拟机,jdk1.4 时完全被淘汰。

这款虚拟机内部只提供解释器。

如果使用JIT编译器,就需要进行外挂。但是一旦使用了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;

🌸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 具备现代高性能虚拟机的雏形,包含了以下功能:

热点探测(将热点代码编译为字节码加速程序执行);
编译器与解析器混合工作模式。
只在Solaris平台短暂使用,其他平台上还是 classic vm

只是奈何英雄气短,终被Hotspot虚拟机替换。

🌸HotSpot VM

HotSpot 历史

  1. 最初由一家名为“Longview Technologies”的小公司设计;
  2. 1997年,此公司被Sun收购;2009年,Sun公司被甲骨文收购。
  3. JDK1.3时,HotSpot VM成为默认虚拟机
    目前 HotSpot 占用绝对的市场地位,称霸武林。

不管是现在仍在广泛使用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。它能通过计数器找到最具编译价值的代码,触发即时编译(JIT)或栈上替换;通过编译器与解释器协同工作,在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡。

🌸JRockit

JRockit 是专注于服务器端应用,目前在HotSpot的基础上,移植JRockit的优秀特性。

它可以不太关注程序的启动速度,因此JRockit内部不包含解析器实现,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,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,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。

🌸J9 JVM

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JVM,广泛用于IBM的各种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(在IBM自己的产品上稳定);
2017年左右,IBM发布了开源 J9 VM,命名 OpenJ9,交给Eclipse基金会管理,也称为Eclipse
OpenJ9。

Taobao JVM(国产研发)

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 JVM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,它具有以下特点:

  • 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的回收评率和提升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 JVM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

以上的各种 JVM 版本,比如 HotSpot 和 J9 JVM,都可以看做是不同厂商实现 JVM 产品的具体实现,而它们(JVM)产品的实现必须要符合《Java虚拟机规范》,《Java虚拟机规范》是 Oracle 发布 Java 领域最重要和最权威的著作,它完整且详细的描述了 JVM 的各个组成部分

🌳JVM 运行流程

程序在执行之前先要把java代码转换成字节码(class文件),JVM 首先需要把字节码通过一定的方式类加载器(ClassLoader) 把文件加载到内存中 运行时数据区(Runtime Data Area) ,而字节码文件是 JVM 的一套指令集规范,并不能直接交个底层操作系统去执行,因此需要特定的命令解析器执行引擎(Execution Engine)将字节码翻译成底层系统指令再交由CPU去执行,而这个过程中需要调用其他语言的接口 本地库接口(Native Interface) 来实现整个程序的功能,这就是这4个主要组成部分的职责与功能
在这里插入图片描述
总的来看, JVM 主要通过分为以下 4 个部分,来执行 Java 程序的,它们分别是:

  • 类加载器(ClassLoader)

  • 运行时数据区(Runtime Data Area)

  • 执行引擎(Execution Engine)

  • 本地库接口(Native Interface)

⭕总结

感谢大家的阅读,希望得到大家的批评指正,和大家一起进步,与君共勉!

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