JVM与Java体系

                                          JVM体系跟着尚硅谷的康师傅学习        

 JVM内存与垃圾回收概述

                          

      除了大部分的Java开发 人员，除了会在项目中使用到与Java平台相关的框架，与API，对于Java的虚拟机了解甚少。但是也需要我们知道如何处理OOM，SOF异常，除了程序运行的底层硬件的优化，还需要我们知道项目的在jvm层面的性能监控与调优。

高级语言的执行的过程

                            

 Java  VS C++

                                                        Java  =  (C++)--  

1. 垃圾收集机制为我们打理了很多繁琐的工作，大大提高了开发的效率，但是，垃圾收集也不是万能的，懂得JVM内部的内存结构、工作机制，是设计高扩展性应用和诊断运行时问题的基础，也是Java工程师进阶的必备能力。
2. C++语言需要程序员自己来分配内存和回收内存，对于高手来说可能更加舒服，但是对于普通开发者，如果技术实力不够，很容易造成内存泄漏。而Java全部交给JVM进行内存分配和回收，这也是一种趋势，减少程序员的工作量。

   书籍推荐

                        周志明老师的《深入理解Java虚拟机》【第三版】这本书非常推荐看，

    Java的生态圈 

                                       Java不仅是一个开发语言，更像是一个平台

Java是目前应用最为广泛的软件开发平台之一。随着Java以及Java社区的不断壮大Java 也早已不再是简简单单的一门计算机语言了，它更是一个平台、一种文化、一个社区。

1. 作为一个平台，Java虚拟机扮演着举足轻重的作用
   • Groovy、Scala、JRuby、Kotlin等都是Java平台的一部分
2. 作为一种文化，Java几乎成为了“开源”的代名词。
   • 第三方开源软件和框架。如Tomcat、Struts，MyBatis，Spring等。
   • 就连JDK和JVM自身也有不少开源的实现，如openJDK、Harmony。
3. 作为一个社区，Java拥有全世界最多的技术拥护者和开源社区支持，有数不清的论坛和资料。从桌面应用软件、嵌入式开发到企业级应用、后台服务器、中间件，都可以看到Java的身影。其应用形式之复杂、参与人数之众多也令人咋舌。

Java-垮平台的语言

         

       一次编译到处运行               write once, run anywhere

                                     Java可能不是最强大的语言，但JVM一定是最强大的虚拟机。

Java发展的重大事件

• 1990年，在Sun计算机公司中，由Patrick Naughton、MikeSheridan及James Gosling领导的小组Green Team，开发出的新的程序语言，命名为Oak，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，JDK1.2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，JDK1.3发布，Java HotSpot Virtual Machine正式发布，成为Java的默认虚拟机。
• 2002年，JDK1.4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Java阵营。
• 2004年，JDK1.5发布。同时JDK1.5改名为JavaSE5.0。
• 2006年，JDK6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中的默认虚拟机。
• 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商标和最真价值的HotSpot虚拟机。此时，Oracle拥有市场占用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：HotRockit。JCP组织管理Java语言
• 2011年，JDK7发布。在JDK1.7u4中，正式启用了新的垃圾回收器G1。
• 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Oracle计88亿美元
• 同年，Oracle宣告JavagE成为历史名词JDBC、JMS、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

Open JDK（开源免费） 与 Oracle JDK（商业付费）

• 在JDK11之前，Oracle JDK中还会存在一些Open JDK中没有的，闭源的功能。但在JDK11中，我们可以认为Open JDK和Oracle JDK代码实质上已经达到完全一致的程度了。
• 主要的区别就是两者更新周期不一样

JVM的作用

1. 一次编译，到处运行
2. 自动内存管理
3. 自动垃圾回收功能

JVM的位置

             

 

JVM的整体结构（以HotSpot VM为例）

 

 JVM的架构模型

      基于栈的指令集架构               

1. 设计和实现更简单，适用于资源受限的系统；
2. 避开了寄存器的分配难题：使用零地址指令方式分配
3. 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
4. 不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台

      基于寄存器的指令集架构

1. 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虚拟机。
2. 指令集架构则完全依赖硬件，与硬件的耦合度高，可移植性差
3. 性能优秀和执行更高效
4. 花费更少的指令去完成一项操作
5. 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

 JVM的生命周期

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

1. 一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务：执行Java程序
2. 程序开始执行时他才运行，程序结束时他就停止
3. 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：

1. 程序正常执行结束

2. 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止

3. 由于操作系统用现错误而导致Java虚拟机进程终止

4. 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exit()或halt()操作。

5. 除此之外，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虚拟机的退出情况。

注：

                                  本编文章以HotSpot虚拟机为例，其他的vm不了解