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不同厂商的JVM产品 #xff1a;
厂商JVMOracle-SUNHotspotOracleJRocketIBMJ9 JVM阿里Taobao JVM
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#xff0c;Java程序的运行性能早已脱胎换骨#xff0c;已…【1】JVM结构
不同厂商的JVM产品
厂商JVMOracle-SUNHotspotOracleJRocketIBMJ9 JVM阿里Taobao JVM
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。 执行引擎包含三部分解释器及时编译器垃圾回收器。
【2】java代码执行流程 【3】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。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(8位寄存器是16位)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。
同样执行23这种逻辑操作其指令分别如下。
基于栈的计算流程以Java虚拟机为例
iconst_2 //常量2入栈
istore_1
iconst_3 // 常量3入栈
istore_2
iload_1
iload_2
iadd //常量2/3出栈执行相加
istore_0 // 结果5入栈而基于寄存器的计算流程
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。
【4】JVM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。
② 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。
③ 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JNIJava 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。
【5】三大商用JVM
① 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HotSpotSun/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机都没有方法区的概念从服务器、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
② BEA的JRockit
专注于服务器端应用
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JDK8中完成。整合的方式是在HotSpot的基础上移植JRockit的优秀特性。
③ IBM的J9
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虚拟机其实只针对于IBM自身的产品。
2017年左右IBM发布了开源J9VM命名为openJ9交给EClipse基金会管理也称为Eclipse OpenJ9
【6】未来展望Graal VM
2018年4月oracle Labs公开了GraalvM号称 “Run Programs Faster Anywhere”勃勃野心。与1995年java的”write oncerun anywhere遥相呼应。
GraalVM在HotSpot VM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、KotlinC、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。
