1. 内存与垃圾回收篇
2. 加载字节码和类别
3. 性能监控与调优
4. 大厂面试篇

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，从心底感受到SSM、微服务等上层技术是重点，基础技术不重要，实际上是本末倒置"病态"。
• 如果我们把核心类库放在一边API与数学公式相比，那么Java虚拟机就像公式推导过程。

• 面试的需要(BATJ、TMD、PKQ等面试爱问)
• 中高级程序员必备技能 需要项目管理和调优
• 追求极客的精神 例如：垃圾回收算法，JIT、底层原理

本课程面向人群

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

这门课怎么讲？

• 理论>代码
• 通俗易懂，说人话
• 图解

• 《Java虚拟机规范：Java SE 8版本》
• 《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性和最佳实践 第二版》
• 《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性和最佳时间 第三版》

Java生态圈

Java它是目前应用最广泛的软件开发平台之一。Java以及Java社区不断壮大，Java它不再是一种简单的计算机语言，而是一个平台，一种文化，一个社区。

• 作为平台，Java虚拟机起着重要的作用
• 作为一种文化，Java几乎成了开源的代名词。
  • 第三方开源软件和框架。如Tomcat、Struts、MyBatis、Spring等。
  • 就连JDK和JVM也有很多开源的实现，比如OpenJDK、Harmony。
• 作为一个社区：Java拥有世界上最大的技术支持者和开源社区的支持，有无数的论坛和数据。从桌面应用软件、嵌入式开发到企业应用、后台服务器、中间件，Java身影。复杂的应用形式和众多的参与者也令人震惊。

Java跨平台语言

JVM跨语言平台

• 我们平时说的Java字节码，指使用Java语言编译的字节码。准确地说，任何东西都可以在jvm平台上执行的字节码格式相同。因此，应统称为：jvm字节码。
• 不同的编译器可以编译相同的字节码文件，字节码文件可以不同JVM上运行。
• Java虚拟机与Java语言没有不可避免的联系，只有特定的二进制文件格式-Class文件格式相关，Class包含在文件中Java虚拟机指令集(或字节码)Bytecodes)还有其他辅组信息，如符号表。

多语言混合编程

Java平台上的多语言混合编程正成为主流。解决特定领域的问题是软件开发应对日益复杂的项目需求的方向。

想象一下，在一个项目中并行处理Clojure语言编写，使用显示层JRuby/Rails，中间层则是Java，每个应用层都会用不同的编程语言来完成，界面对每个层的开发者都是透明的，各种语言之间没有互动

• 1990年，在sun在计算机公司中，由Patrick Naughty、MikeSheridan及James Gosling领导的小组Green Team，新开发的程序语言被命名为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 Microsustems发布JDK1.0
• 1998年，JDK1.同时发布2版，Sun发布了JSP/Servlet、EJB规范，将Java分成了J2EE、J2SE和J2ME。这表明了Java开始推进企业、桌面应用和移动设备应用三个领域。
• 2000年，JDK1.3发布，Java HotSpot Virtual Machine正式发布，成为Java默认虚拟机
• 2002年，JDK1.发布，古老的Classic虚拟机退出历史舞台
• 2003年年底，Java平台的Scala同年正式发布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，JDK同年6发布，Java开源建立OpenJDK。顺利成章，HotSpot虚拟机也成了OpenJDK默认虚拟机
• 2007年，Java该平台迎来了新作伙伴Clojure。
• 2008年，Oracle收购了BEA，得到了JRockit虚拟机
• 2009年，Twitter从后台宣布大部分程序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商标和最具有价值的HotSpot此时，虚拟机，Oracle拥有市场占用率最高的两款虚拟机HotSpot和JRockit，并计划在未来整合他的母亲:HotRockit
• 2011年，JDK7发布。在JDK1.7u4.新的垃圾回收器正式启用G1
• 2017年，JDK9发布，将G1设置为默认GC，替代CMS
• 同年，IBM的J9开源形成了当前的开源Open J9社区
• 2018，Android的Java侵权案判决，Google赔偿Oracle计88亿美元
• 同年，Oracle宣布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，假如RedHat领导开发的Shenandoah GC

OpenJDK和OracleJDK

在JDK11之前，Oracle JDK中还会存在一些OpenJDK中没有的、闭源的功能。但在JDK11中，我们开源认为OpenJDK和OracleJDK代码实质上已经完全一致的程度。

虚拟机

• 所谓虚拟机(Virtual Machine),就是一台虚拟的计算机。他是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机开源分为系统虚拟机和程序虚拟机。
  • 大名鼎鼎的Visual Box，VMware就属于系统虚拟机，她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
  • 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

• 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平台的各种语言开源共享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，因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部
• 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。
• 特点
  • 一次编译，到处运行
  • 自动内存管理
  • 自动垃圾回收功能

JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互

• HotSpt VM是目前市面上高性能虚拟机的代表之一
• 它采用解释器与即时编译器并寸的架构
• 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

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，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。