JVM原理(一)JVM通识、JVM架构
一、JVM通识
学习JVM的目的
- 面试重灾区,我们必须搞懂它。
- 生产过程中,肯定会面临JVM调优相关问题,需要也必须搞懂它。
- 打基础,想搞懂我们java赖以生存的环境长什么样子,提升对Java知识点的理解。
1.1 程序的执行方式
主要有三种:静态编译执行、动态编译执行和动态解释执行。
注意:此处所说的编译指的是编译成可让操作系统直接执行的机器码。
静态编译执行:C,C++
动态解释执行(看一行翻译一行执行):JVM
动态编译执行(运行中进行编译):JVM
JVM即采用了动态解释又采用了动态编译执行。
1.2. 为什么使用JVM
看下面这个图:
可以看到JVM帮我们屏蔽了操作系统。
C语言是直接编译成机器码,但是编译机器码时需要知道目标操作系统,windows操作系统编译之后的机器码是无法在linux系统上执行
即C语言多次运行不同的操作系统需要多次编译,而java一次编译到处运行,依赖jvm虚拟机,由它屏蔽操作系统的差异
1.3 字节码和机器码的区别
机器码是电脑CPU直接读取运行的机器指令,运行速度最快,但是非常晦涩难懂,也比较难编写,一般从业人员接触不到。
字节码是一种中间状态(中间码)的二进制代码(文件)。需要直译器转译后才能成为机器码。
1.4 JDK、JRE与JVM的关系
JDK包含了JRE,JRE是java程序的运行环境。
JDK:java开发工具包,既包含了JRE,也包含一些编译器等开发工具,例如javac、javap命令
JRE:java程序运行环境
JVM:属于JRE中
1.5 OracleJDK和OpenJDK
1.5.1 查看JDK的版本
通过java -version
我们可以查看jdk版本
(1) 如果是SUN/OracleJDK, 显示信息为:
[root@localhost ~]# java -version
java version "1.8.0_162"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_162-b12)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.162-b12, mixed mode)
说明:
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 表明
, 此JDK的JVM是Oracle的64位HotSpot虚拟机, 运行在Server模式下(虚拟机有Server和Client两种运行模式).- Java™ SE Runtime Environment (build 1.8.0_162-b12) 是Java运行时环境(即JRE)的版本信息.
(2) 如果OpenJDK, 显示信息为:
[root@localhost ~]# java -version
openjdk version "1.8.0_144"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_144-b01)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.144-b01, mixed mode)
1.5.2 OpenJDK 的来历
Java由SUN公司(Sun Microsystems, 发起于美国斯坦福大学, SUN是Stanford University Network的缩写)发明, 2006年SUN公司将Java开源, 此时的JDK即为OpenJDK.
也就是说, OpenJDK是Java SE的开源实现, 它由SUN和Java社区提供支持, 2009年Oracle收购了Sun公司, 自此Java的维护方之一的SUN也变成了Oracle .
大多数JDK都是在OpenJDK的基础上编写实现的, 比如IBM J9, Azul Zulu, Azul Zing和Oracle JDK. 几乎现有的所有JDK都派生自OpenJDK, 它们之间不同的是许可证:
- OpenJDK根据许可证GPL v2发布;
- Oracle JDK根据Oracle二进制代码许可协议获得许可。
1.5.3 Oracle JDK的来历
Oracle JDK之前被称为SUN JDK, 这是在2009年Oracle收购SUN公司之前, 收购后被命名为Oracle JDK。
实际上, Oracle JDK是基于OpenJDK源代码构建的, 因此Oracle JDK和OpenJDK之间没有重大的技术差异。
Oracle的项目发布经理Joe Darcy在OSCON 2011 上对两者关系的介绍也证实了OpenJDK 7和Oracle JDK 7在程序上是非常接近的, 两者共用了大量相同的代码(如下图)
注意: 图中提示了两者共同代码的占比要远高于图形上看到的比例, 所以我们编译的OpenJDK基本上可以认为性能、功能和执行逻辑上都和官方的Oracle JDK是一致的.
1.5.4 Oracle JDK与OpenJDK的区别
- OpenJDK使用的是开源免费的FreeType, 可以按照GPL v2许可证使用.GPL V2允许在商业上使用;
- Oracle JDK则采用JRL(Java Research License,Java研究授权协议) 放出.JRL只允许个人研究使用,要获得Oracle JDK的商业许可证,需要联系Oracle的销售人员进行购买。
1.6 JVM和Hotspot的关系
- JVM是《JVM虚拟机规范》中提出来的规范。
- Hotspot是使用JVM规范的商用产品,除此之外还有Oracle JRockit、IBM的J9也是JVM产品
JRockit是Oracle的JVM, 从Java SE 7开始, HotSpot和JRockit合并为一个JVM。
1.7 JVM和Java的关系
jvm只认识class文件,但不是只有java文件可以编译成class文件!
1.8 JVM的运行模式
JVM有两种运行模式:Server模式与Client模式
。
两种模式的区别在于:
- Client模式启动速度较快,Server模式启动较慢;
- 但是启动进入稳定期长期运行之后Server模式的程序运行速度比Client要快很多。
- 因为Server模式启动的JVM采用的是重量级的虚拟机,对程序采用了更多的优化;而Client模式启动的JVM采用的是轻量级的虚拟机。所以Server启动慢,但稳定后速度比Client远远要快。
客户端程序用client模式即可
二、JVM架构
JVM架构分为四部分
- class文件
- 类加载子系统
- 运行时数据区
- 执行引擎
未来也会按照四部分依次讲解。
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