chapter-1 初识JVM

本章知识点

1.JVM的概念

2.JVM发展历史 

3.JVM种类

4.Java语言规范

5.JVM规范

初识JVM - JVM概念

JVM是Java Virtual Machine的简称，意为Java虚拟机

虚拟机：指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的，运行在一个完全隔离环境中的完整的计算机系统。

有哪些虚拟机：VMWare、Visual Box、JVM。

VMWare或者Virtual Box都是使用软件模拟物理CPU的指令集。

JVM使用软件模拟Java字节码的指令集。

JNI（Java Native Interface）：java与其他语言（C/C++）通信的API。

初识JVM  -  Java和JVM的历史

1996年SUN JDK 1.0 Classic VM：纯解释运行，使用外挂进行JIT（Just In Time）,java的口号write once run anywhere。

1997年 JDK 1.1： 发布AWT，内部类，JDBC，RMI，反射。

1998年 JDK 1.2 Solaris Exact VM：JIT解释器混合；Accurate Memory Management（精确内存管理），数据类型敏感；提升GC（Gabage Collection）性能。JDK 1.2 开始称为Java 2 J2SE J2EE J2ME，加入swing，collection

2000年 JDK 1.3 HotSpot ：作为默认虚拟机发布，加入JavaSound。

2002年 JDK 1.4： Classic VM退出历史舞台加入Asset正则表达式，NIO，IPV6日志，加密类库。

2004年发布 JDK 1.5 即JDK5、J2SE 5、Java 5：加入泛型，注解，装箱，枚举，可变长的参数，Foreach循环，java.util.concurrent并发包。

2006年 JDK1.6 JDK6：脚本语言支持，JDBC4.0，Java编译器API

2011年 JDK 7 发布：延误项目推出到JDK 8 ，动态语言增强，64位系统中的压缩指针，NIO2.0，在java.util.concurrent中加入fork/join是对并发包的一个补充。

2014年 JDK 8 发布：Lambda表达式，语法增强，Java类型注解。

2016年 JDK 9 ：模块化。  

初识JVM - Java和JVM的历史 - 大事件

使用最为广泛的JVM为HotSpot。

HotSpot为Longview Technologies开发 被SUN收购。

2006年 Java开源 并建立OpenJDK，对java源码进行管理：HotSpot 成为Sun JDK和OpenJDK中所带的虚拟机，名字从之前的J2变为Java SE。

2008 年 Oracle收购BEA：得到JRockit VM。

2010年Oracle 收购 Sun：得到Hotspot。

Oracle宣布在JDK8时整合JRockit和Hotspot，优势互补：在Hotspot基础上，移植JRockit优秀特性。

KVM：由SUN发布，在IOS Android出来之前，广泛用于手机系统。

CDC/CLDC HotSpot：用于手机、电子书、PDA等设备上建立统一的Java编程接口；J2ME的重要组成部分。

JRockit：BEA。

IBM J9 VM：在IBM内部使用。

Apache Harmony：兼容于JDK 1.5和JDK 1.6的Java程序运行平台；与Oracle关系恶劣 退出JCP ，Java社区的分裂；OpenJDK出现后，受到挑战 2011年 退役；没有大规模商用经历；对Android的发展有积极作用。

初识JVM - 规范

Java语言规范：语法、变量、类型、方法。

JVM规范：Class文件类型，运行时数据，帧栈，虚拟机的启动，虚拟机的指令集。

初识JVM - Java语言规范

语法定义：

    IfThenStatement：if ( Expression ) Statement；

    ArgumentList：Argument、ArgumentList。

词法结构：

    \u + 4个16进制数字：表示UTF-16；

    行终结符：CR, or LF, or CR LF；

    空白符：空格 tab \t 换页 \f 行终结符；

    注释、标示符、关键字；

    Int：0 2 0372 0xDada_Cafe 1996 0x00_FF__00_FF；

    Long：0l 0777L 0x100000000L 2_147_483_648L 0xC0B0L；

    Float：1e1f 2.f .3f 0f 3.14f 6.022137e+23f；

    Double：1e1 2. .3 0.0 3.14 1e-9d 1e137；

    操作：+=  -=  *=  /=  &=  |=  ^=  %=  <<=  >>=  >>>=。

类型和变量：

    元类型：byte short int long float char boolean double

    泛型。

Java内存模型，类加载链接的过程，public static final abstract的定义，异常，数组的使用......

初识JVM - JVM规范

Java语言规范定义了什么是Java语言。

Java语言和JVM相对独立：Groovy、Clojure、Scala。

JVM：主要定义二进制class文件和JVM指令集等。

Class文件格式。

数字的内部表示和存储：Byte  -128 to 127......

returnAddress 数据类型定义：指向操作码的指针，不对应Java数据类型，不能在运行时修改，Finally实现需要。

定义PC。

堆、栈。

方法区。

整数的表达：

    原码：第一位为符号位（0为正数，1为负数）；

    反码：符号位不动，原码取反；

    负数补码：符号位不动，反码加1；

    正数补码：和原码相同。

VM指令集：

    类型转化（l2i）；

    出栈入栈操作：aload astore；

    运算：iadd isub；

    流程控制：ifeq ifne；

    函数调用：invokevirtual invokeinterface invokespecial invokestatic。

JVM需要对Java Library 提供以下支持：反射 java.lang.reflect，ClassLoader，初始化class和interface，安全相关 java.security，多线程，弱引用。

JVM的编译：源码到JVM指令的对应格式，Javap，JVM反汇编的格式。

JDK（Java Development Kit）

        Jdk是java程序设计语言，java虚拟机，java API类库的统称，jdk是支持java程序运行，开发的最小环境。

JRE（Java Runtime Environment）

        我们把java api类库中的java se的子集和java虚拟机称为jre，jre是支持java程序运行的标准环境。

JDK和JRE所覆盖的范围

java技术体系分为四个平台

Java card：支持一些java小程序（applets）运行在小内存设备（智能卡）上面的平台。

Java ME（micro edition）：支持java程序运行在移动终端（手机，PDA）上的平台，对java api有所精简，并加入了针对移动终端的支持，之前称为J2ME，从jdk1.6之后修改。

Java SE（standar edition）：支持面向桌面级的应用（如windows下的应用程序）的平台，提供Java核心API，之前称为J2SE。

Java EE（enterprise edition）：支持使用多层应用构架的java平台，除了提供java se api外，还对其做了大量的扩充，也支持部署，之前称为J2EE。

Coin项目

        自2009年1月起，Coin便是Java7（和Java8）中一个开源的子项目，创建coin项目是为了反映java语言中的微小变动，项目的名字是个双关语——像硬币一样小的变化（small change comes as coins），而“套用一句老话”（to coin a phrase）指的是给Java语言添一个新的表述方式。