JVM系列(一):jvm启动过程速览

  jvm是java的核心运行平台,自然是个非常复杂的系统。当然了,说jvm是个平台,实际上也是个泛称。准确的说,它是一个java虚拟机的统称,它并不指具体的某个虚拟机。所以,谈到java虚拟机时,往往我们通常说的都是一些规范性质的东西。

  那么,如果想要研究jvm是如何工作的,就不能是泛泛而谈了。我们必须要具体到某个指定的虚拟机实现,以便说清其过程。

 

1. 说说openjdk

  因为java实际上已经被oracle控制,而oracle本身是个商业公司,所以从某种程度上说,这里的java并不是完全开源的。我们称官方的jdk为oraclejdk. 或者叫 hotspot vm.

  与此同时,社区维护了一个完全开源的版本,openjdk。这两个jdk实际上,大部分是相同的,只是维护的进度不太一样,以及版权归属不一样。

  所以,如果想研究jvm的实现,那么基于openjdk来做,是比较明智的选择。

  如果想了解openjdk是如何设计的,以及它有什么高级特性,以及各种最佳实践,那么买一本书是最佳选择。

  如果业有余力,想去了解了解源码的,那么可以到官网查看源码。openjdk8的源码地址为:    因为是国外网站的原因,速度不会很快。所以只是在网站上查看源码,还是有点累的。另外,没有ide的帮助,估计很少有人能够坚持下去。另外的下载地址,大家可以网上搜索下,资源总是有的,国人链接速度快。多花点心思找找。

  当然要说明的一点是:一个没有设计背景,没有框架概念的源码阅读,都是而流氓。那样的工作,就像是空中楼阁,并不让人踏实。

 

2. 来谈谈C语言

  C语言,一般作为我们的大学入门语言,或多或少都接触过。但要说精通,可能就是很少一部分人了。但我要说的,只要学过C语言,对于大部分的程序阅读,基本上就不是问题了。

   openjdk的实现中,其核心的一部分就是使用C语言写的,当然其他很多语言也是一样的。所以,C语言相当重要,在底层的世界里。这里只是说它重要,但并不代表它就一定最厉害,即不是写C语言的GG就比写JAVA的JJ厉害了。因为,工作不分高低,语言同样。只是各有所长罢了。重点不是在这里,在于思想。

  C语言的编程几大流程:写代码(最核心)、编译、链接(最麻烦)、运行。

  当然,最核心的自然是写代码。不对,最核心的是:做设计。

  C语言中,以一个main()函数为入口,编写各种逻辑后,通过调用和控制main()方法,实现各种复杂逻辑。

  所以,要研究一个项目,首先就是要找到其入口。然后根据目的,再进行各功能实现的通路学习。

  C语言有极其灵活的语法,超级复杂的指针设计,以及各类似面向对象思想的结构体,以及随时可能操作系统获取信息的能力(各种链接)。所以,导致C语言有时确实比较难以读懂。这也是没办法的事,会很容易,精却很难。这是亘古不变的道理。是一个选择题,也是一道应用题。

  一句话,会一点,就够吃瓜群从使用了。

 

3. openjdk的入口

  上面说到,要研究一个C项目,首要就是找到其入口。那么,openjdk的入口在哪呢?

  是在 share/bin/main.c 中,main()方法就是其入口。这个文件命名,够清晰了吧,明眼人一看就知道了。哈哈,不过一般地,我们还是需要通过查资料才知晓。

  main.c是jvm的唯一main方法入口,其中,jdk被编译出来之后,会有许多的工作箱,如jmap,jps,jstack.... 这些工具箱的入口,实际也是这个main, 只是它们包含了不同的子模块,从而达到不同工具的目的。

  main.c的内容也不多,主要它也只是一个框架,为屏蔽各系统的差异。它的存在,主要是为引入 JLI_LANCH() 方法,相当于定义自己的main()方法。

/* * This file contains the main entry point into the launcher code * this is the only file which will be repeatedly compiled by other * tools. The rest of the files will be linked in. */ #include "defines.h" #ifdef _MSC_VER #if _MSC_VER > 1400 && _MSC_VER < 1600 /* * When building for Microsoft Windows, main has a dependency on msvcr??.dll. * * When using Visual Studio 2005 or 2008, that must be recorded in * the [java,javaw].exe.manifest file. * * As of VS2010 (ver=1600), the runtimes again no longer need manifests. * * Reference: * C:/Program Files/Microsoft SDKs/Windows/v6.1/include/crtdefs.h */ #include <crtassem.h> #ifdef _M_IX86 #pragma comment(linker,"/manifestdependency:\"type='win32' " \ "name='" __LIBRARIES_ASSEMBLY_NAME_PREFIX ".CRT' " \ "version='" _CRT_ASSEMBLY_VERSION "' " \ "processorArchitecture='x86' " \ "publicKeyToken='" _VC_ASSEMBLY_PUBLICKEYTOKEN "'\"") #endif /* _M_IX86 */ //This may not be necessary yet for the Windows 64-bit build, but it //will be when that build environment is updated. Need to test to see //if it is harmless: #ifdef _M_AMD64 #pragma comment(linker,"/manifestdependency:\"type='win32' " \ "name='" __LIBRARIES_ASSEMBLY_NAME_PREFIX ".CRT' " \ "version='" _CRT_ASSEMBLY_VERSION "' " \ "processorArchitecture='amd64' " \ "publicKeyToken='" _VC_ASSEMBLY_PUBLICKEYTOKEN "'\"") #endif /* _M_AMD64 */ #endif /* _MSC_VER > 1400 && _MSC_VER < 1600 */ #endif /* _MSC_VER */ /* * Entry point. */ // 定义入口函数,JAVAW模式下使用 WinMain(), 否则使用 main() #ifdef JAVAW char **__initenv; int WINAPI WinMain(HINSTANCE inst, HINSTANCE previnst, LPSTR cmdline, int cmdshow) { int margc; char** margv; const jboolean const_javaw = JNI_TRUE; __initenv = _environ; #else /* JAVAW */ int main(int argc, char **argv) { int margc; char** margv; const jboolean const_javaw = JNI_FALSE; #endif /* JAVAW */ #ifdef _WIN32 // windows下的参数获取 { int i = 0; if (getenv(JLDEBUG_ENV_ENTRY) != NULL) { printf("Windows original main args:\n"); for (i = 0 ; i < __argc ; i++) { printf("wwwd_args[%d] = %s\n", i, __argv[i]); } } } JLI_CmdToArgs(GetCommandLine()); margc = JLI_GetStdArgc(); // add one more to mark the end margv = (char **)JLI_MemAlloc((margc + 1) * (sizeof(char *))); { int i = 0; StdArg *stdargs = JLI_GetStdArgs(); for (i = 0 ; i < margc ; i++) { margv[i] = stdargs[i].arg; } margv[i] = NULL; } #else /* *NIXES */ // 各种linux平台上的参数,直接取自main入参 margc = argc; margv = argv; #endif /* WIN32 */ // 核心: 重新定义入口方法为: JLI_Launch() return JLI_Launch(margc, margv, sizeof(const_jargs) / sizeof(char *), const_jargs, sizeof(const_appclasspath) / sizeof(char *), const_appclasspath, FULL_VERSION, DOT_VERSION, (const_progname != NULL) ? const_progname : *margv, (const_launcher != NULL) ? const_launcher : *margv, (const_jargs != NULL) ? JNI_TRUE : JNI_FALSE, const_cpwildcard, const_javaw, const_ergo_class); }

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