不动笔墨不读书，先把书读厚，再把书读薄是我学习方式。
所以等理解了再整理一次笔记，目前笔记和视频一一对应。
笔记连载中
《尚硅谷2020最新版宋红康JVM》

第1章：JVM与Java体系结构

01-JVM内存与垃圾回收篇概述

对 Java 程序员来说，Java 虚拟机（JVM ）可以说是既熟悉又神秘，很少有 Java 程序员能够抑制自己探究它的冲动。可惜透彻讲解 JVM 的书籍（尤其是国内出版的）简直少之又少，这里就更不要说能系统讲解 JVM 的****了。尚硅谷的这套 JVM 从入门到精通，绝对可谓是研究 JVM 的程序员及广大 JVM 爱好者的福音。

课程内容分为四个篇章

1. 内存与垃圾回收篇
2. 字节码与类的加载篇
3. 性能监控与调优篇
4. 大厂面试篇

本套视频使用到的软件

# JDK1.8	目前企业用的比例最高的JDK，本课程基于java8
# JClassLib_windows.zip 	用它读懂字节码文件
# MemoryAnalyzer-1.9.0.20190605-win32.win32.x86_64.zip	内存分析工具
# PXBinaryViewerSetup.exe	读取字节码的软件

使用到的资料

java虚拟机规范可以去官网下载，也可以去买jvm相关的书。

内存与垃圾回收篇目录

02-如何看待Java上层技术与JVM

作为 Java 工程师的你曾被 JVM 伤害过吗?你是否也遇到过这些问题？

• 运行着的线上系统突然卡死，系统无法访问，甚至直接OOM！
• 想解决线上 JVM GC 问题，但却无从下手。
• 新项目上线，对各种 JVM 参数设置一脸茫然，直接默认吧，然后就 JJ了
• 每次面试之前都要重新背一遍 JVM 的一些原理概念性的东西，然而面试官却经常问你在实际项目中如何调优 JVM 参数，如何解决 GC、OOM 等问题，一脸懵逼。

大部分Java开发人员，除了会在项目中使用到java平台相关的高精尖技术，对与Java技术的核心Java虚拟机了解很少

开发人员如何看待上层框架？

一些有一定工作经验的开发人员，打心底觉得SSM，微服务等上层技术才是重点，基础技术并不重要，这其实是一种本末倒置的“病态”。

如果我们把核心类库的API比作数学公式的话，那么Java虚拟机的知识就好比公式的推导过程

计算机系统体系对我们来说越来越远，在不了解底层实现方式的前提下，通过高级语言很容易编程程序代码。但事实上计算机并不认识高级语言

架构师每天都在思考什么？

• 应该如何让我的系统更快？
• 如何避免系统出现瓶颈？

03-为什么要学习JVM

为什么要学习JVM?

• 面试的需要(面试爱问)
• 中高级程序员必备技能
  • 项目的管理，调优的需要
• 追求极客的精神（更高追求）
  • 理解垃圾回收算法，JIT(即时编译),底层原理

Java对比C++

java抛弃了C/C++的两大缺点，Java可以内存动态分配，有垃圾回收技术；

自动分配的内存要想再次使用就需要用到垃圾回收技术

垃圾回收机制为我们打理了很多繁琐的工作，大大提高开发的效率，但是垃圾回收机制不是万能的，

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开发工程师进阶的必备能力。

04-面向人群和课程特点

本课程面向人群

• 拥有一定开发经验的 Java 平台开发人员
• 虚拟机爱好者，JVM 实践者
• 有一定的 Java 编程基础并希望进一步理解 Java 的程序员
• 软件设计师，架构师
• 系统调优人员

先学习怎么使用，再去了解原理是什么！别一开始就打消了积极性。

调优在课程第三篇会讲，会用到很多具体的监控工具

调优：代码层面、内存层面

代码层面i++，++i有何区别？

我们需要把代码编译成字节码文件，然后再反编译才能解释区别。

课程特点

1. 讲理论的时间>讲代码的时间
2. 通俗易懂说人话
3. 图解

05-官方规范下载与参考书目

Java语言规范和JVM规范，推荐看8或者11，可以去官网下载https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html

英语薄弱者请无视。

不推荐买Java虚拟机规范这本书，规范未必能看得懂。推荐买深入理解Java虚拟机，我们要买的是规范的解读。

JVM规范是Oracle公司发布的标准，随着JDK的不断更新，JVM规范也在不断迭代。规范是虚的，属于天上飞的理念，落地的实现是具体不同版本的Java虚拟机。JVM规范有很多版本，java虚拟机也有很多版本，我们要学的是官方正统的HotSpot虚拟机.

06-跨平台的语言Java和跨语言的平台JVM

跨平台的语言Java

世界上没有最好的语言，只有最适用于具体应用场景的编程语言。Java目前仍是世界上最流行的编程语言。

Java 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，形成了庞大的生态。

java的特点之一：跨平台

Java的官网介绍

The Java Virtual Machine is the cornerstone of the Java platform. It is thecomponent of the technology responsible for its hardware- and operating system-independence, the small size of its compiled code, and its ability to protect usersfrom malicious programs…
Java虚拟机是Java平台的基石。它是该技术的组成部分，负责其硬件和操作系统的独立性，以及负责编译后代码的小尺寸，它具有保护用户免受恶意程序攻击的能力…

跨语言的平台JVM

Java虚拟机根本不关心运行在其内部的程序到底是使用哪种语言编写的，它只关心字节码文件。只要编译后的字节码文件符合Java虚拟机的规范，它就是一个有效的字节码文件，就能被Java虚拟机识别并装载运行。

Java语言不是最强大的语言，但是jvm是最强大的虚拟机。

07-字节码与多语言混合编程

字节码

• 我们平时说的java字节码， 指的是用java语言编译成的字节码。准确的说任何能在jvm平台上执行的字节码格式都是一样的。所以应该统称为:jvm字节码。
• 不同的编译器，可以编译出相同的字节码文件，字节码文件也可以在不同的JVM上运行。
• 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一Class文件格式所关联， Class文件中包含了Java 虚拟机指令集(或者称为字节码、Bytecodes) 和符号表，还有一些其他辅助信息。

信息产业三大难题：CPU，操作系统，编译器

多语言混合编程

Java平台上的多语言混合编程正成为主流，通过特定领域的语言去解决特定领域的问题是当前软件开发应对日趋复杂的项目需求的一个方向。

试想一下，在一个项目之中，并行处理用clojure语言编写，展示层使用JRuby/Rails,，中间层则是Java，每个应用层都将使用不同的编程语言来完成，而且，接口对每一层的开发者都是透明的，各种语言之间的交互不存在任何困难，就像使用自己语言的原生API一样方便，因为它们最终都运行在一个虚拟机之上。

对这些运行于Java虚拟机之上、Java之外的语言，来自系统级的、底层的支持正在迅速增强，以JSR-292为核心的一 系列项目和功能改进(如DaVinci Machine项目、 Nashorn引擎、InvokeDynamic指令、java. lang. invoke包等)，推动Java虚拟机从Java语言的虚拟机向多语言虚拟机的方向发展。

如何真正搞懂jvm?

Java虚拟机非常复杂，要想真正理解它的工作原理，最好的方式就是实践！自己动手编写一个jvm!

08-Java及JVM历史上的重大事件

1990年，在Sun公司中，由JamesGosling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公司发布了JDK 1.0。

1998年，JDK 1.2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三大领域挺进。

2000年，JDK 1.3发布,Java HotSpot Virtual Machine正式发布，成为Java的默认虚拟机。

2002年，JDK 1.4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，JDK 1.5发布。同时JDK 1. 5改名为JavaSE 5.0。

2006年，JDK 6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商标和最具价值的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，并计划在术来对它们进行整合: HotRockit。 JCP组织管理Java语言

2011年，JDK7发布。在JDK 1.7u4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JavaEE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

三大商用虚拟机:sun系列的HotSpot、JRockit虚拟机、IBM J9虚拟机

jdk版本

Open JDK和Oracle JDK

在JDK11之前，OracleJDK中还会存在一些openJDK中没有的、闭源的功能。但在JDK11中，除了协议不同之外，

我们可以认为open JDK和Oracle JDK代码实质上已经完全一致的程度 。

09-虚拟机与Java虚拟机介绍

• 所谓虚拟机(Virtual Machine)， 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虛拟机。
  1. 大名鼎鼎的Visual Box, VMware就属于系统虚拟机，它们完全是对物理计算机的仿真，提供了一个可运行完整操作系统的软件平台。
  2. 程序虚拟机的典型代表就是Java虚拟机,它专门为执行单个计算机程序而设计，在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令。
• 无论是系统虚拟机还是程序虚拟机，在上面运行的软件都被限制于虚拟机提供的资源中。
• Java虚拟机是一台执行Java字节码的虚拟计算机，它拥有独立的运行机制，其运行的Java字节码也未必由Java语言编译而成。
• JVM平台的各种语言可以共享Java虚拟机带来的跨平台性、优秀的垃圾回收器，以及可靠的即时编译器。
• Java技术的核心就是Java虚拟机(JVM，Java Virtual Machine) ，因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部。

java虚拟机作用

Java虚拟机就是二进制字节码的运行环境，负责装载字节码到其内部，解释/编译为对应平台上的机器指令执行。

每一条Java指令，Java虚拟机规范中都有详细定义，如怎么取操作数，怎么处理操作数，处理结果放在哪里。

java虚拟机特点

• 一次编译，到处运行
• 自动内存管理
• 自动垃圾回收功能，

10-JVM的位置

JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。

JDK,JRE,JVM三者关系图：

前端编译器：比如Javac，它能把.java文件转变成.class字节码文件

后端运行期编译器（JIT编译器，Just In Time Compiler）：把字节码转成机器码

11-JVM的整体结构

HotSpot VM是目前市面上高性能虚拟机的代表作之一。它采用解释器与即时编译器并存的架构。
在今天，Java程序的运行性能早已脱胎换骨，已经达到了可以和C/C+ +程序一较高下的地步。

类加载器子系统把字节码文件装载到内存中，并生成Class对象，涉及到加载，链接，初始化。

多线程共享方法区和堆；java栈，本地方法栈，程序计数器（pc寄存器）每个线程独有一份

执行引擎里分三部分：解释器，JIT编译器，垃圾回收器。操作系统只能识别机器指令，但字节码≠机器指令

要想执行JVM字节码文件，必须借助执行引擎。执行引擎充当了高级语言→机器语言的翻译者。

12-Java代码执行流程

不需要关注前端编译器，除非你要开发一门新的语言，并借助jvm解释运行。

只要让字节码文件符合jvm规范，就可以在jvm上解释执行，即使它不是Java语言开发的。

市面上主流的虚拟机采用解释器与即时编译器并存的方式

当程序需要迅速启动运行的时候，解释器可以先发挥作用，省去编译的时间，立即执行。

热点代码：当虚拟机发现某个方法或代码块的运行特别频繁的时候，就会把这些代码认定为“热点代码”，为了提高其执行效率，在运行时，虚拟机会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码，并进行各种层次的优化。完成这个任务的编译器叫做即时编译器(Just In Time Compiler —— JIT编译器)。

13-区分栈的指令集架构和寄存器的指令集架构

JVM架构模型

Java编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构，另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构。

Hotspot虚拟机只有一种寄存器：pc寄存器，所以它是基于栈的指令集架构。

具体来说:这两种架构之间的区别:

• 基于栈式架构的特点

  ➢设计和实现更简单，适用于资源受限的系统;

  ➢避开了寄存器的分配难题:使用零地址指令方式分配。

  ➢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。.

  ➢不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台

• 基于寄存器架构的特点

  ➢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

  ➢指令集架构则完全依赖硬件，可移植性差

  ➢性能优秀和执行更高效;

  ➢花费更少的指令去完成一项操作。

  ➢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。

栈式架构它是零地址指令，每八位进行对齐，每八位为基本单位。指令集更小,但是指令更多

寄存器架构它是每16位为基本单位（双字节方式进行对齐）

基于栈的计算流程(以Java虚拟机为例):

public class StackStruTest {//这是java源文件，字节码文件我们程序员看不懂，需要进行反编译
    public static void main(String[] args) {
        int i = 2;
        int j = 3;
        int k = i + j;
    }
}

IDEA命令行中使用javap -v反编译字节码文件,可以看出，执行2+3需要八行代码

//这是StackStruTest.class字节码文件通过反编译截取的一部分代码
  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:	//执行的相应指令
  stack=2, locals=4, args_size=1
	  //左边的0-8是pc寄存器识别的地址
     0: iconst_2	//生成常量2
     1: istore_1	//保存到1的操作数栈中，1是操作数栈的索引位置
     2: iconst_3	//生成常量3
     3: istore_2	//保存到2的操作数栈中
     4: iload_1		//加载
     5: iload_2		//加载
     6: iadd		//相加
     7: istore_3	//k保存到3的操作数栈中
     8: return

基于寄存器的计算流程:

只需要两行代码

mov eax,2 //将eax寄存器的值设为2
add eax,3 //使eax寄存器的值加3

总结:

由于跨平台性的设计，Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的。

优点是跨平台，指令集小，编译器容易实现，缺点是性能下降，实现同样的功能需要更多的指令。

14-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。（由jvm规范定义的，具体实现由具体的jvm虚拟机实现）

Java虚拟机何时启动？自定义类的执行过程是怎样的？

自定义类要执行→父类等必需的类还没加载(Object类等核心api需要由引导类加载器加载)→Java虚拟机启动→创建一个初始类

→调用初始类内部的main方法→加载类

虚拟机的执行

一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务：执行Java程序

程序开始执行时他才开始执行，程序结束时他就停止

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

有如下几种情况

• 程序正常执行结束
• 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
• 由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机进程终止
• 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。
• 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。

15-SUN Classic VM的介绍

• 早在1996年Java1. 0版本的时候，Sun公司发布了一款名为sun Classic VM的Java虚拟机，它同时也是世界上第一款商用Java虚拟机，JDK1. 4时完全被淘汰。
• 主流的虚拟机解释器和编译器并存，而这款虚拟机内部只提供解释器。
• 如果使用JIT编译器，就需要进行外挂。但是一旦使用了JIT编译器，JIT就会接管虚拟机的执行系统。解释器就不再工作。解释器和编译器不能配合工作。
• 现在hotspot内置了此虚拟机。.

热点代码：当虚拟机发现某个方法或代码块的运行特别频繁的时候，就会把这些代码认定为“热点代码”，为了提高其执行效率，在运行时，虚拟机会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码，并放在方法区缓存起来。

16-Exact VM的介绍

Exact VM

• 为了解决Classic VM问题，jdk1.2时，sun提供了此虚拟机。

• Exact Memory Management:准确式内存管理

  ➢也可以叫Non-Conservative/Accurate Memory Management

  ➢虚拟机可以知道内存中某个位置的数据具体是什么类型。

• 具备现代高性能虚拟机的雏形

  ➢热点探测

  ➢编译器与解释器混合工作模式

• 只在Solaris平台短暂使用，其他平台上还是classic vm

  ➢英雄气短，终被Hotspot虚拟机替换

17-HotSpot VM的介绍

SUN公司的HotSpot VM

• HotSpot历史
  • 最初由一家名为“Longview Technologies"的小公司设计
  • 1997年， 此公司被Sun收购;2009年，Sun公司被甲骨文收购。
  • JDK1.3时， HotSpot VM成为默认虚拟机
• 目前Hotspot占有绝对的市场地位，称霸武林。
  • 不管是现在仍在广泛使用的JDK6,还是使用比例较多的JDK8中， 默认的虚拟机都是HotSpot
  • Sun/Oracle JDK和OpenJDK的默认虚拟机
  • 因此本课程中默认介绍的虚拟机都是HotSpot,相关机制也主要是指HotSpot的GC机制。(比如其他两个商用虚拟机都没有永久代的概念)
• 从服务器、桌面到移动端、嵌入式都有应用。
• 名称中的HotSpot指的就是它的热点代码探测技术。
  • 通过计数器找到最具编译价值代码，触发即时编译或栈上替换
  • 通过编译器与解释器协同工作，在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡

本课程默认介绍的虚拟机都是HotSpot虚拟机，面试默认问的就是HotSpot。面试时少提另外两个商用虚拟机，别给自己挖坑

在jdk7及以前，习惯上把方法区称为永久代，jdk8开始，使用元空间取代了永久代。

不过元空间与永久代最大的区别在于：元空间不再虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存

元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。JRockit/J9中不存在永久代的概念

18-JRockit VM的介绍

BEA的JRockit

• 专注于服务器端应用T

  它可以不太关注程序启动速度，因此JRockit内部不包含解析器实现，全部代码都靠即时编译器编译后执行。

• 大量的行业基准测试显示，JRockit JVM是世界上最快的JVM。

  • 使用JRockit产品，客户已经体验到了显著的性能提高(一些超过了70%)和硬件成本的减少(达50%)

• 优势:全面的Java运行时解决方案组合

  • JRockit面向延迟敏感型应用的解决方案JRockit Real Time提供以毫秒或微秒级的JVM响应时间，

    适合财务、军事指挥、电信网络的需要

  • MissionControl服务套件，它是一组以极低的开销来监控、管理和分析生产环境中的应用程序的工具。

• 2008年，BEA被Oracle收购

• Oracle表达了整合两大优秀虚拟机的工作，大致在JDK 8中完成。整合的方式是在HotSpot的基础上，移植JRockit的优秀特性。

• 高斯林:目前就职于谷歌，研究人工智能和水下机器人

19-IBM J9 VM的介绍

• 全称: IBM Technology for Java Virtual Machine, 简称IT4J，内部代号: J9 .
• 市场定位与Hotspot接近，服务器端、桌面应用、嵌入式等多用途VM,广泛用于IBM的各种Java产品。
• 目前，有影响力的三大商用虚拟机之一，也号称是世界上最快的Java虚拟机。
• 2017年左右，IBM发布了开源J9 VM， 命名为openJ9，交给Eclipse基金会管理，也称为Eclipse openJ9

20-KVM、CDC、CLDC的介绍

KVM和CDC/CLDC Hotspot

• Oracle在Java ME产品线上的两款虚拟机为: CDC/CLDC HotSpot Implementation VM

• KVM [Kilobyte)是CLDC-HI早期产品

• 目前移动领域地位尴尬，智能手机被Android和ios二分天下。

• KVM简单、轻量、高度可移植，面向更低端的设备上还维持自己的一片市场.

  ➢智能控制器、传感器

  ➢老人手机、经济欠发达地区的功能手机

• 所有的虚拟机的原则:一次编译，到处运行。

21-Azul VM和BEA Liquid VM的介绍

Azul VM

• 前面三大“高性能Java虚拟机”使用在通用硬件平台上

• 这里Azul VM和BEA Liquid VM是与特定硬件平台绑定、软硬件配合的专有虚拟机,高性能Java 虚拟机中的战斗机。

• Azul VM是Azul Systems公司在HotSpot基础上进行大量改进，运行于Azul systems公司的专有硬件Vega系统上的Java虚拟机。

• 每个Azul VM实例都可以管理至少数十个CPU和数百GB内存的硬件资源，并提供在巨大内存范围内实现可控的GC时间的垃圾

  收集器、专有硬件优化的线程调度等优秀特性。

• 2010年，Azul Systems公司开始从硬件转向软件，发布了自己的Zing JVM，

  可以在通用x86平台上提供接近于vega系统的特性。

Liquid VM

• 高性能Java虚拟机中的战斗机。BEA公司开发的，直接运行在自家Hypervisor系统

• Liquid VM即是现在的JRockit VE (Virtual Edition) , Liquid VM不需要操作系统的支持，

  或者说它自己本身实现了一个专用操作系统的必要功能，如线程调度、文件系统、网络支持等。

• 随着JRockit虚拟机终止开发，Liquid VM项目也停止了。

22-Apache Harmony的介绍

Apache也曾经推出过与JDK 1. 5和JDK 1. 6兼容的Java运行平台Apache Harmony。

它是IBM和Intel联合开发的开源JVM，受到同样开源的0penJDK的压制，Sun坚决不让Harmony获得JCP认证，

最终于2011年退役，IBM转而参与OpenJDK

虽然目前并没有Apache Harmony被大规模商用的案例，但是它的Java类库代码吸纳进了Android SDK。

23-Microsoft JVM和TaobaoJVM

Microsoft JVM

微软为了在IE3浏览器中支持Java Applets,开发了Microsoft JVM。只能在window平台下运行。

但确是当时windows下性能最好的Java VM。

1997年，Sun以侵犯商标、不正当竞争罪名指控微软成功，赔了sun很多钱。

微软在WindowsXP SP3中抹掉了其VM。现在windows上安装的jdk

TaobaoJVM

• 由AliJVM团队发布。阿里，国内使用Java最强大的公司，覆盖云计算、金融、物流、电商等众多领域，

  需要解决高并发、 高可用、分布式的复合问题。有大量的开源产品。

• 基于OpenJDK开发了自己的定制版本AlibabaJDK简称AJDK。是整个阿里Java体系的基石。

• 基于OpenJDK HotSpot VM发布的国内第一个优化、深度定制且开源的高性能服务器版Java虚拟机。

  • 创新的GCIH (GC invisible heap )技术实现了off-heap ，即将生命周期较长的Java对象从heap中移到heap之外，

    并且Gc不能管理GCIH内部的Java对象，以此达到降低GC的回收频率和提升GC的回收效率的目的。

    GCIH中的对象还能够在多个Java虚拟机进程中实现共享

  • 使用crc32指令实现JVM intrinsic 降低JNI的调用开销

  • PMU hardware 的Java profiling tool和诊断协助功能

  • 针对大数据场景的ZenGC

• taobao vm应用在阿里产品上性能高，硬件严重依赖intel的cpu,损失了兼容性，但提高了性能.

  • 目前已经在淘宝、天猫上线，把Oracle 官方JVM版本全部替换了。

未来想学技术，看国内BAT等大厂用什么技术，朝这个方向努力错不了

24-Dalvik VM及其他虚拟机的介绍

Dalvik VM

• 谷歌开发的，应用于Android系统，并在Android2.2中提供了JIT，发展迅猛

• Dalvik VM只能称作虚拟机，而不能称作“Java虚拟机”，它没有遵循Java虚拟机规范，不能直接执行Java 的Class 文件

• 基于寄存器架构，不是jvm的栈架构。

• 执行的是编译以后的dex (Dalvik Executable) 文件。执行效率比较高。

  它执行的dex (Dalvik Executable) 文件可以通过Class文件转化而来，

  使用Java语法编写应用程序，可以直接使用大部分的Java API等。

• Android 5.0 使用支持提前编译(Ahead Of Time Compilation, AOT)的ART VM替换Dalvik VM。（原文件→机器指令）

其他jvm

jvm还有很多，其他的不做介绍了

具体JVM的内存结构，其实取决于其实现。不同厂商的JVM，或者同一厂商发布的不同版本，都有可能存在一定差异。

本套课程主要以Oracle HotSpot VM为默认虚拟机。

25-Graal VM的介绍

• 2018年4月，Oracle Labs公开了Graal VM， 号称"Run Programs Faster Anywhere",勃勃野心。

  与1995年java的”write once， run anywhere "遥相呼应。

• GraalVM在HotSpotVM基础上增强而成的跨语言全栈虚拟机，可以作为“任何语言”的运行平台使用。语言包括: Java、Scala、

  Groovy、Kotlin; C、C++、JavaScript、Ruby、Python、 R等

• 支持不同语言中混用对方的接口和对象，支持这些语言使用已经编写好的本地库文件

• 工作原理是将这些语言的源代码或源代码编译后的中间格式，通过解释器转换为能被Graal VM接受的中间表示。

  Graal VM提供Truffle工具集快速构建面向一种新语言的解释器。在运行时还能进行即时编译优化，获得比原生编译器

  更优秀的执行效率。

• 如果说HotSpot有一天真的被取代，Graal VM希望最大。但是Java的软件生态没有丝毫变化。

第2章：类加载子系统

26-内存结构概述

class文件通过类加载器子系统加载进内存中，执行引擎根据字节码指令依次执行

如果自己手写一个Java虚拟机的话，主要考虑哪些结构呢?

类加载器和执行引擎

类加载器:获取类的信息并装进内存

执行引擎：逐条解释指令

27-概述类的加载器及类加载过程

类加载器子系统作用

• 类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载Class文件，class文件在文件开头有特定的文件标识。
• ClassLoader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，则由Execution Engine决定。
• 加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。除了类的信息外，方法区中还会存放运行时常量池信息，可能还包括字符串字面量和数字常量(这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射)

1.类加载器子系统从文件中读取.class文件加载进内存中并生成Class对象

2.在字节码反编译后可以看到Constant pool（常量池），加载进内存中称为运行时常量池

类加载器ClassLoader角色

1. class file 存在于本地硬盘上，可以理解为设计师画在纸上的模板，而最终这个模板在执行的时候是要加载到JVM当中来
   根据这个文件实例化出n个一模一样的实例。
2. class file 加载到JVM中,被称为DNA元数据模板,放在方法区。
3. 在.class文件-> JVM ->最终成为元数据模板,此过程就要一个运输工具(类装载器 Class Loader), 扮演一个快递员的角色

类的加载过程

类的加载过程简单案例：

public class HelloLoader {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("谢谢ClassLoader加载我....");
		System.out.println("你的大恩大德，我下辈子再报! ");
	}
}

当执行HelloLoader的main方法时，过程如图：

28-类的加载过程一：Loading

29-类的加载过程二：Linking

30-类的加载过程三：Initialization

31-几种类加载器的使用体会

32-引导类、扩展类、系统类加载器的使用及演示

33-为什么需要用户自定义类加载器及具体实现

34-ClassLoader的常用方法及获取方法

35-双亲委派机制的工作原理及演示

36-双亲委派机制的优势

37-沙箱安全机制

38-类的主动使用与被动使用等

39-运行时数据区内部结构

40-JVM中的线程说明

41-PC寄存器概述

42-PC寄存器的使用举例

43-解决PC寄存器两个面试问题