升职高薪之路——初识了解JVM

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Java 虚拟机日益成为互联网大厂面试的重要内容,对于 Java 开发者而言,只有在了解 Java 背后的原理后,才能写出更高质量的代码,才能在错综复杂的 bug 中快速定位出问题并找到解决方案。

JVM虚拟机的知识体系是大多数Java工程师都会遇到的一个瓶颈,同时也是Java工程师走向高薪之路的必备技能,很多时候Java工程师要么选择永远不去挑战这个瓶颈,要么仅仅只是简单的了解JVM基本架构,而不会沉浸下来系统的学习JVM知识,导致瓶颈依然存在和只知其然而不知其所以然的尴尬局面,最后与摆在面前的机会失之交臂,造成永远陷入JVM虚拟机知识旋涡而无法走出这么一个奇怪的现象。

今天这篇文章首先会带领大家入门 Java 虚拟机,帮助大家对 Java 做到知其然,并知其所以然。

JVM简介

虚拟机概念、JVM定义、JVM规范和JVM产品

1. 虚拟机概念

所谓虚拟机,就是一台虚拟的计算机,它是一款软件,用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上,虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。大名鼎鼎的VMware就属于系统虚拟机,它们完全是对物理计算机的仿真,提供了个可运行完整操作系统的软件平台。程序虚拟机的典型代表就是Java虚拟机。

2. JVM定义

  • Java虚拟机是整个Java平台的基石,是Java技术用以实现硬件无关与操作系统无关的关键部分,是Java语言生成出极小体积的编译代码的运行平台,是保障用户机器免于恶意代码损害的屏障。

  • Java虚拟机可以看做一台抽象的计算机如同真实的计算机那样,它有自己的指令集以及各种运行时内存区域。

  • Java虚拟机与Java语言并没有必然的联系,它只与特定的二进制文件格式class文件格式所关联,class文件包含了Java虚拟机指令集(或者称为字节码(bytecode))和符号表,以及其他一些辅助信息。

3. JVM规范

  • Java虚拟机规范是官方对准确Java虚拟机在架构上进行的一个设计和约定,而具体的某某Java虚拟机这是对官方Java虚拟机规范的一个实现。

  • JDK版本不同,Java虚拟机规范也有一定差异

  • 官方Java虚拟机规范地址

docs.oracle.com/javase/spec…

4. JVM产品

  • Classic VM(早期Sun的Java虚拟机)

  • Exact VM(早期Solaris平台上)

  • HotSpot(OracleJDK与OpenJDK默认)

  • JRockit(BEA的,被Oracle收购,并且整合到HotSpot里面)

  • J9(IBM商用)

  • Google Android Dalvik VM(Android上的)

  • KVM、CDC、CLDC(嵌入式领域)

  • Microsoft JVM(微软的)

  • Graal VM(跨语言全栈虚拟机Run Programs Faster Anywhere)

JVM发展史

1996年1月23日

JDK 1.0发布,JDK 1.0提供了一个纯解释执行的Java虚拟机实现(Sun Classic VM)

JDK 1.0版本的代表技术包括:Java虚拟机、Applet、 AWT等

1997年2月19日

JDK 1.1发布,Java里许多最基础的技术支撑点(如JDBC等)

JDK 1.1版本代表技术包括:JAR文件格式、JDBC、JavaBeans、RMI、内部类(Inner Class)和反射(Reflection)等

1998年12月4日

JDK 1.2发布,Java技术体系拆分为三个方向,J2SE、J2EE、J2ME

JDK 1.2版本代表技术包括:EJB、Java Plug-in、Java IDL、Swing,并且这个版本中Java虚拟机第一次内置了JIT(Just In Time)即时编译器(JDK 1.2中曾并存过三个虚拟机,Classic VM、HotSpot VM和Exact VM,、Collections集合类、strictfp(strict float point)关键字

 2000年5月8日

JDK 1.3发布,默认虚拟机为Hot-Spot虚拟机

JDK 1.3版本代表技术包括:JNDI、Hot-Spot虚拟机、数学运算和新的Timer API、Java 2D API、JavaSound类库

2002年2月13日

JDK 1.4发布,Java真正走向成熟的一个版本

JDK 1.4版本代表技术包括:正则表达式、异常 链、NIO、日志类、XML解析器和XSLT转换器

2004年9月30日

JDK 5发布,命名方式改变以前的1.x方案,直接x方案

JDK 5版本代表技术包括:语法层面上自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数、遍历循环(foreach循环)。在虚拟机和API层面上,这个版本改进了Java的内存模型(Java Memory Model,JMM)、提供了java.util.concurrent并发包

2006年12月11日

JDK 6发布,终结J2EE、J2SE、J2ME的产品线命名方式,启用Java EE 6、Java SE 6、Java ME 6的新命名来代替。

JDK 6版本代表技术包括:提供初步的动态语言支持(通过内置Mozilla JavaScript Rhino引擎实现)、提供编译期注解处理器和微型HTTP服务器API,这个版本对Java虚拟机内部做了大量改进,包括锁与同步、垃圾收集、类加载等方面的实现都有相当多的改动。

JDK开源:建立了OpenJDK组织对这些源码进行独立管理,Hotspot也是默认的虚拟机

2008年

2008年,Oracle收购BEA,得到了JRockit虚拟机

2009年4月20日

Oracle宣布正式以74亿美元的价格收购市值曾超过2000亿美元的Sun公司

Oracle得到了Hotspot虚拟机,并计划把JRockit和Hotspot合并(只是计划)

2011年7月28日

JDK 7发布,跳票了Lambda项目、动态语言支持、Jigsaw项目、Garbage-First收集器、Coin项目

JDK 7版本代表技术包括:新的垃圾回收器Gl、NIO2.0、新增invokedynamic指令

2014年3月18日

JDK 8发布,提供了那些曾在JDK 7中规划过,但最终未能在JDK 7中完成的功能,继续跳票Jigsaw项目,Oracle启用JEP(JDK Enhancement Proposals)来定义和管理纳入新版JDK发布范围的功能特性

JDK 8版本代表技术包括:

  • JEP-126(Lambda表达式的支持)

  • JEP-104(内置Nashorn JavaScript引擎的支持)

  • JEP-150(新的时间、日期API)

  • JEP-122(彻底移除HotSpot的永久代)

2017年9月21日

JDK 9发布,91个JEP

JDK 9版本代表技术包括:Jigsaw项目,私有接口方法、G1默认的垃圾收集器、I/O流加强、JShell工具

2018年3月20日

JDK 10发布,含17个JEP

JDK 10版本代表技术包括:局部变量类型推断、线程本地握手、GC改进和内存管理

1.14 2018年9月25日****

JDK 11发布(LTS版(三年支持和更新,JDK8也是LTS)),包含17个JEP,其中有ZGC这样的革命性的垃圾收集器出现

JDK 11版本代表技术包括:字符串加强、HttClient Api、ZGC

JVM资料网站

Oracle官网Java文档索

docs.oracle.com/en/java/jav…

openjdk官网

openjdk.java.net

JVM规范

docs.oracle.com/javase/spec…

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