Java 历史重大事件

  • 1990 年，在 Sun 计算机公司中，由 Patrick Naughton、MikeSheridan 及 James Gosling 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 Microsystems 发布了 JDK 1.0。
  • 1998 年，JDK1.2 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 3 大领域挺进。
  • 2000 年，JDK1.3 发布，Java HotSpot Virtual Machine 正式发布，成为 Java 的默认虚拟机。
  • 2002 年，JDK1.4 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，JDK1.5 发布。同时 JDK1.5 改名为 JavaSE5.0。
  • 2006 年，JDK6 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 商标和最真价值的 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，并计划在未来对它们进行整合：HotRockit
  • 2011 年，JDK7 发布。在 JDK1.7u4 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。

    优秀的JVM

    | 虚拟机 | 优势 | | —- | —- | | HotSpot VM | Java 世界默认的虚拟机，占有绝对的市场地位
    HotSpot 指热点代码探测技术，通过计数器找到最具编译价值的代码，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。 | | JRockit | 专注于端应用，不太关注程序启动速度。不包含解析器实现，全部代码依赖即时编译器编译后执行。 | | J9 | IBM 开源。号称是世界最快的 JVM | | Graal VM | 2018 年由 Oracle Labs 公开。跨语言全栈虚拟机 |

JVM 整体结构图

  • 类加载子系统
  • 运行时数据区
  • 执行引擎（解释器、JIT 编译器）

JVM的简化架构.png

Java 代码执行流程图

Java代码执行流程图.png

JVM 架构

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。
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

    JVM的生命周期

  1. 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。

  1. 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运行，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。
  1. 虚拟机的退出

有如下的几种情况：

  • 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
  • 由于操作系统用现错误而导致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。