前言（Preface）

致谢（Acknowledgements）

第一部分 走近Java（Part 1: Approaching Java）

• 第1章 走近Java（Chapter 1: Approaching Java）
  • 1.1 概述（Overview）
  • 1.2 Java技术体系（Java Technology System）
  • 1.3 Java发展史（History of Java）
  • 1.4 Java虚拟机家族（Java Virtual Machine Family）
  • 1.5 展望Java技术的未来（Future of Java Technology）
  • 1.6 实战：自己编译JDK（Practical: Compiling JDK）

官网地址: https://visualvm.github.io/

• IDEA 集成：VisualVM Launcher

• Github开源翻译助手：VVM-Translator

• 安装插件VisualVM GC

本文将深入探讨HotSpot虚拟机中Java堆中对象分配、布局和访问的全过程。

对象的创建

在Java中，创建对象通常使用new关键字，而在JVM中，创建对象的过程如下：

1、类加载检查

JVM首先检查new指令所引用的类是否已加载、连接和初始化。 如果没有，会先执行类加载过程。

运行时数据区是指在运行程序时存储数据的内存区域。分为程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆和方法区五个部分。

• 线程私有：
  • 程序计数器 - 存储线程执行位置
  • 虚拟机栈 - 存储Java方法调用与执行过程的数据
  • 本地方法栈 - 存储本地方法的执行数据
• 线程共享：
  • 堆 - 主要存储对象
  • 方法区 - 存储类/方法/字段等定义(元)数据
  • 运行时常量区 - 保存常量static数据

想要窥探Java虚拟机内部的实现原理，最直接的路径就是编译自己的JDK。 尽管网络上有不少开源JDK实现，但OpenJDK无疑是最广泛使用的，我们将选择OpenJDK进行编译实战。

获取源码

• 版本选择OpenJDK 12，下载地址 https://hg.openjdk.org/jdk/jdk12
• 点击“browse”链接，然后选择对应的压缩包（zip、gz）进行下载

字节码指令集是Java虚拟机（JVM）能理解和执行的低级指令集合。具体保存在Java类文件（.class）的方法区描述中。

总数不超过256个，由操作码和操作数 组成。

• 操作码（Opcode）： 一个字节长度的数字，代表某种特定操作
• 操作数（Operands）： 跟随操作码之后的零至多个参数，用于该操作所需的数据

类的生命周期

类的生命周期将会经历加载 （Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）七个阶段

• 其中加载、验证、准备、初始化和卸载这五个阶段的顺序是确定的，按部就班地开始。
• 解析阶段不一定，某些情况下可以在初始化之后，以支持Java的运行时绑定（动态绑定）特性。

Java虚拟机（Java Virtual Machine，简称JVM）是运行所有Java程序的虚拟计算机，是Java平台的核心实现。 它提供了一种独立于底层硬件和操作系统的运行环境，使Java程序能够在任何安装了JVM的系统上执行。 JVM通过将Java字节码（.class文件）转换为机器码来实现跨平台运行，这一特性被称为“Write Once, Run Anywhere”。

跨平台开发的通用平台

随着发展，JVM不再是Java独享的Moment，越来越多的语言开始在JVM上运行，使JVM逐渐演变成一个跨平台开发的通用平台。

代码编译的结果从本地机器码转变为字节码，是存储格式发展的一小步，却是编程语言发展的一大步。

无关性的基石

字节码是构成平台无关性和的语言无关性基石：

• 平台无关性：
  • 字节码不依赖特定操作系统或硬件架构，任何支持JVM的环境（如Windows、Linux、macOS、甚至嵌入式设备）都能运行相同的字节码，实现 “一次编写，到处运行”。
• 语言无关性：
  • 多种编程语言（如Java、Kotlin、Scala、Groovy）都可以编译成字节码，并在JVM（如GraalVM）上运行，不仅限于Java。