深入理解JVM内幕从基本结构到Java 7新特性.docVIP

每个Java开发者都知道Java字节码是执行在JRE(Java Runtime Environment Java运行时环境）上的。JRE中最重要的部分是Java虚拟机（JVM），JVM负责分析和执行Java字节码。Java开发人员并不需要去关心JVM是如何运行的。在没有深入理解JVM的情况下，许多开发者已经开发出了非常多的优秀的应用以及Java类库。不过，如果你了解JVM的话，你会更加了解Java的，并且你会轻松解决那些看似简单但是无从下手的问题。 因此，在这篇文件里，我会阐述JVM是如何运行的，包括它的结构，它如何去执行字节码，以及按照怎样的顺序去执行，同时我还会给出一些常见错误的示例以及对应的解决办法。最后，我还会讲解Java 7中的一些新特性。 虚拟机（Virtual Machine) JRE是由Java API和JVM组成的。JVM的主要作用是通过Class Loader来加载Java程序，并且按照Java API来执行加载的程序。 虚拟机是通过软件的方式来模拟实现的机器（比如说计算机），它可以像物理机一样运行程序。设计虚拟机的初衷是让Java能够通过它来实现WORA(Write Once Run Anywher 一次编译，到处运行），尽管这个目标现在已经被大多数人忽略了。因此，JVM可以在不修改Java代码的情况下，在所有的硬件环境上运行Java字节码。 Java虚拟机的特点如下： 基于栈的虚拟机：Intel x86和ARM这两种最常见的计算机体系的机构都是基于寄存器的。不同的是，JVM是基于栈的。 符号引用：除了基本类型以外的数据（类和接口）都是通过符号来引用，而不是通过显式地使用内存地址来引用。 垃圾回收机制：类的实例都是通过用户代码进行创建，并且自动被垃圾回收机制进行回收。 通过对基本类型的清晰定义来保证平台独立性：传统的编程语言，例如C/C++，int类型的大小取决于不同的平台。JVM通过对基本类型的清晰定义来保证它的兼容性以及平台独立性。 网络字节码顺序：Java class文件用网络字节码顺序来进行存储:为了保证和小端的Intel x86架构以及大端的RISC系列的架构保持无关性，JVM使用用于网络传输的网络字节顺序，也就是大端。 虽然是Sun公司开发了Java，但是所有的开发商都可以开发并且提供遵循Java虚拟机规范的JVM。正是由于这个原因，使得不同的Oracle HotSpot和IBM JVM等不同的JVM能够并存。Google的Android系统里的Dalvik VM也是一种JVM，虽然它并不遵循Java虚拟机规范。和基于栈的Java虚拟机不同，Dalvik VM是基于寄存器的架构，因此它的Java字节码也被转化成基于寄存器的指令集。 Java字节码（Java bytecode) 为了保证WORA，JVM使用Java字节码这种介于Java和机器语言之间的中间语言。字节码是部署Java代码的最小单位。 在解释Java字节码之前，我们先通过实例来简单了解它。这个案例是一个在开发环境出现的真实案例的总结。 现象 一个一直运行正常的应用突然无法运行了。在类库被更新之后，返回下面的错误。 Exception?in?thread?main?java.lang.NoSuchMethodError:?com.nhn.user.UserAdmin.addUser(Ljava/lang/String;)V ? ????at?com.nhn.service.UserService.add(UserService.java:14) ? ????at?com.nhn.service.UserService.main(UserService.java:19)? 应用的代码如下，而且它没有被改动过。 //?UserService.java ? … ? public?void?add(String?userName)?{ ? ????admin.addUser(userName); ? }? 更新后的类库的源代码和原始的代码如下。 //?UserAdmin.java?-?Updated?library?source?code ? … ? public?User?addUser(String?userName)?{ ? ????User?user?=?new?User(userName); ? ????User?prevUser?=?userMap.put(userName,?user); ? ????return?prevUser; ? } ? //?UserAdmin.java?-?Original?library?source?code ? … ? public?void?addUser(String?userName)?{