jvm学习第一天
标题：jvm学习第一天
学习内容：
1、 java程序与跨语言的平台JVM
2、 java的重大历史事件
3、 java虚拟机（JVM）
4、JVM的位置以及整体结构和生命周期
5、java代码执行流程以及区分栈的指令集架构和寄存器的指令集架构
6、JVM发展历程
内容详情：
1、 java程序与跨语言的平台JVMCPU是不能直接识别高级语言的。
java语言是跨平台的语言，将程序编译成对应的jvm所能识别的字节码文件，然后相对应的jvm识别字节码文件，从而达到java的跨平台。
随着Java7的正式发布，Java虚拟机的设计者们通过JSR-292规范基本实现在Java,虚拟机平台上运行非Java语言编写的程序。
jvm只关心字节码文件是否能被它识别，而不关心该字节码文件是通过哪种编程语言编译来的，所以只要是有效的字节码文件，就能够被虚拟机所识别并装载运行。所以jvm是跨语言的平台
2、java的重大历史事件
1990年，在Sun计算机公司中，由Patrick Naughton、Mi keSheridan 及James Gosling 领导的小组Green Team, 开发出的新的程序语言，命名为0ak,后期命名为Java
1995年， Sun 正式发布Java和HotJava产品，Java首 次公开亮相。
1996年1月23日Sun Microsystems发布 了JDK 1.0。
1998年，JDK 1.2版本发布。同时，Sun发布了JSP/Servlet、 EJB规范，以及将Java分成了J2EE、 J2SE和J2ME。这表明 了Java开始向 企业、桌面应用和移动设备应用3大领域挺进。
2000年， JDK 1.3发布，Java HotSpot Virtual Machine正式发布， 成为Java的默认虚拟机。
2002年，JDK 1.4发布，古老的Classic虚拟机退出历史舞台。
2003年年底，Java平 台的Scala正式发布，同年Groovy也加入了Javal阵营。
2004年，JDK 1.5发布。同时JDK 1.5改名为JavaSE 5.0。
2006年，JDK 6发布。同年，Java开源并建立了OpenJDK。 顺理成章，Hotspot虚拟机也成为了OpenJDK中的默认虛拟机。
2007年，Java平台迎来了新伙伴Clojure。
2008年, Oracle收购了BEA,得到了JRockit虚拟机.
2009年，Twitter宣布把后台大部分程序从Ruby迁移到Scala，这是Java平台的又一次大规模应用。
2010年, Oracle收购了Sun,获得Java商标和最具有价值的HotSpot虚拟机。此时，Oracle拥有市场占有率最高的两款虚拟机HotSpot和JRockit,并计划在未来对它们进行整合
2011年，JDK7发布。在JDK 1. 7u4中，正式启用了新的垃圾回收器G1。
2014年，JDK8发布。完成了对HotSpot和JRockit的整合。
2017年，JDK9发布。将G1设置为默认GC，替代CMS
同年，IBM的J9开源，形成了现在的Open J9社区
2018年，Android的java侵权案判决，Google赔偿Oracle88亿美元
同年，Oracle宣告javaEE成为历史名词，JDBC，JSM、Servlet赠予Eclipse基金会
同年，JDK11发布，LTS版本的JDK,发布革命性的ZGC,调整JDK授权许可
2019年，JDK12发布，加入RedHat领导开发的Shenandoah GC
3、 java虚拟机（JVM）
Java虚拟机是一台执行Java字节码的虚拟计算机，它拥有独立的运行机制，其运行的Java字节码也未必由Java语言编译而成。
JVM平台的各种语言可以共享Java虛拟机带来的跨平台性、优秀的垃圾回器口，以及可靠的即时编译器。
Java技术的核心就是Java虚拟机(JVM， Java Virtual Machine) ，因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部。
作用
Java虛拟机就是二进制字节码的运行环境，负责装载字节码到其内部，解释/编译为对应平台.上的机器指令执行。每一条Java指令，Java虚拟机规范中都有详细定义，如怎么取操作数，怎么处理操作数，处理结果放在哪里。
特点
一次编译，到处运行
自动内存管理
自动垃圾回收功能
4、JVM的位置以及整体结构和生命周期
位置
整体结构这个还能细分，这是一般的整体结构，后续的学习会继续细分。
生命周期
虚拟机的启动
Java虚拟机的启动是通过引导类加载器(bootstrap class loader) 创建一个初始类(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虛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，程序结束时他就停止。
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做Java虚拟机的进程。
虚拟机的退出
有如下的几种情况:
程序正常执行结束
程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
由于操作系统出现错误而导致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，并且Java安全管理器也允许这次exi t或halt操作。
除此之外，JNI ( Java Native Inter face)规范描述了用JNIInvocation API来加载或卸载Java虚拟机时，Java 虚拟机的退出情况。
这里都只是一个大致的了解，后续慢慢深入就知道这些原理了。
5、java代码执行流程以及区分栈的指令集架构和寄存器的指令集架构
CPU是不能直接识别字节码文件的，所以我们JVM还需要通过解释器和即时编译器(JIT编译器)一起来解释执行为机器指令让操作系统来识别。其中解释器是直接一行一行进行解释执行，而即时编译器会将其中重复的热点代码存放到方法区，不用反复解释执行，提高了效率。
Java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。
这两种架构之间的区别:
基于栈式架构的特点
设计和实现更简单，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。
指令流中的指令大部分是零地址指令，其执行过程依赖于操作栈。指令集更小，编译器容易实现。
不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台
基于寄存器架构的特点
典型的应用是x86的二进制指令集:比如传统的PC以及Android的Davlik虛拟机。|
指令集架构则完全依赖硬件，可移植性差
性能优秀和执行更高效;
花费更少的指令去完成一项操作。
在大部分情况下，基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主，而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主。
6、JVM发展历程
Sun Classic VM
早在1996年Javal.0版本的时候，Sun公司发布了一款名为Sun ClassicVM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 Memory Management:准确式内存管理，也可以叫Non-Conservative/ Accurate Memory Management，虚拟机可以知道内存中某个位置的数据具体是什么类型。
具备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，上还是classic vm
英雄气短，终被Hotspot虚拟机替换
HotSpot VM
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。
不管是现在仍在广泛使用的JDK6，还是使用比例较多的JDK8中，默认的虚拟机都是HotSpot
Sun/Oracle JDK和OpenJDK的默认虚拟机
默认介绍的虛拟机都是HotSpot，相关机制也主要是指HotSpot的GC机制。(比如其他两个商用虛拟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。
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，在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡
JRockit VM
专注于服务器端应用
它可以不太关注程序启动速度，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(- -些超过了70号)和硬件成本的减少(达50号)。
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JRockitRealTime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年，BEA被Oracle收购。
Oracle表达了整合两大优秀虚拟机的工作，大致在JDK 8中完成。整合的方式是在HotSpot的基础上，移植JRockit的优秀特性。
J9 VM**
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虛拟机。
2017年左右，IBM发布了开源J9 VM，命名为openJ9，交给Eclipse基 金会管理，也称为Eclipse OpenJ9
这个虚拟机用在IBM公司的设备上很好，但是用在其他设备上就没有那么好，所以这是为自己公司量身定制的虚拟机。
Graal VM
2018年4月，Oracle Labs公开了Graal VM，号称"Run Programs Faster Anywhere"， 勃勃野心。与1995年java的”write once， run anywhere "遥相呼应。
Graal VM在HotSpot VM基础上增强而成的跨语言全栈虚拟机，可以作为“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
支持不同语 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,工作原理是将这些语言的源代码或源代码编译后的中间格式，通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，获得比原生编译器更优秀的执行效率。如果说HotSpot有一天真的被取代，Graal VM希望最大。但是Java的软件生态没有丝毫变化。.