自己动手写java 虚拟机

一 开天辟地 -- Hello JVM!

一 背景

工作的内容大部分和Android相关，最开始的工作是C/C++ 主要是OS 底层的内容，对于二进制的执行有一些了解。后来的工作主要是应用开发，对于解释型的语言如何工作只有一个模糊的概念，随着工作的深入，对这块的内容的苛求也越来越强烈。虽然 “read the fucking code ” 是最好的办法，但是这块代码量太大，往往无从下手。一次机会看到了《自己动手写java 虚拟机》这本书，简明扼要，既有概念讲解，也有代码实践，把Java 虚拟机的运行原理讲的通俗易懂，在一头雾水中找到了一个路径。读完之后念念不忘，刚好这段实践有一点时间，准备按照这本书的章节安排自己实现一个java 虚拟机。

书的作者使用的是Go 语言开的的JVM, 可能作者从事的是服务端开发。Go 语言简单的了解过，但是工作中没有实践，不敢班门弄斧。而且从事的工作主要是Android 相关的开发，Android 主要是C C++ Java 语言，因此想写一个Android 开发相关
看起来更容易理解的JVM。最开始考虑的是C C++， 实践了一下后放弃了。一个是语言的易用性，IDE，好久不写底层的代码，写起来以后 发现效率太低，也没有太多的时间来做这个东西，而java 易用性，还有丰富的开源类库支持，不用花大量的时间在细节上，可以很快的实现我们的想法。觉得使用java 来写这个Jvm 更靠谱。如果是C C++ 估计自己都坚持不下去了。 这样带来一个问题：是先有鸡，还是先有蛋。其实用Java 实现java 虚拟机 SUN 公司已经有一个实践。如果能够对JVM 有一个了解后，这个就不是问题了。java 实现JVM的另外一个问题是JNI 无法实现，但是了解了JVM的原理后，结合其他一些资料，应该也能了解JNI的原理。所以JNI的内容不再这个范围之内。我们的主要内容是JVM 解释JAR 文件如何运行。

二 准备工作

Mac OS X 10.12.6
IDE:IntelliJ IDEA 2017.3.1 (Community Edition)
java version "1.8.0_112"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_112-b16)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.112-b16, mixed mode)

1. 工程目录

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主要是两个 Mani 和 Jvm 类

2. Main 类

Main 类很简单，就是一个jar 包的入口， 在 main 函数中定义一些参数，启动JVM。

public class Main {
    static final String[] mJvmArgs = {"java", "-version", "-help"};

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello JVM !!!");
        Jvm.parseCmd(mJvmArgs);
        Jvm.startJvm(mJvmArgs);
    }
}

3. Jvm 类

Jvm 类是Java 虚拟机的入口，在命令行运行 java 程序的时候需要传入一些参数。支持一些参数的解析：

1. h help 帮助方法
2. v 显示版本信息
3. X XJre JAVA_HOME 路径
4. cp classpath class 文件路径

参数的解析使用了Apache 的 commons-cli 包，

public static void parseCmd(String [] args){

        Options options = new Options();

        options.addOption("h", "help", false, "Show Usage");
        options.addOption("v", "version", false, "Show Version");
        options.addOption("cp", "classpath", true, "Jar path");
        options.addOption("X", "Xjre", true, "Jar path");

        CommandLineParser parser = new DefaultParser();
        try {
            CommandLine cmd = parser.parse(options, args);

            if (cmd.hasOption("h")) {
                printUsage();
            }

            if (cmd.hasOption("version")) {
                System.err.println(TAG+"Version : " +mVersion);
            }

            if (cmd.hasOption("classpath")) {
                mClassPath = cmd.getOptionValues("classpath");
            }

            if (cmd.hasOption("X")) {
                mXJre = cmd.getOptionValue("Xjre");
            }

            if(cmd.getArgList().size() == 0){
                printUsage();
            }
        } catch (ParseException e) {
            System.err.println(TAG+e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }

    }

启动虚拟：

    public static void startJvm(String [] args){

        System.err.println(TAG+"startJvm !!!");
    }

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