Java虚拟机（二）—主流Java虚拟机分类及发展历程

admin管理员组

文章数量:1530842

文章目录

• • Sun Classic VM
  • Exact VM
  • Hotspot VM
  • JRockit VM
  • IBM J9 VM
  • KVM和CDC/CLDC Hotspot
  • Azul VM 、Liquid VM
  • • Azul VM
    • Liquid VM
  • Apache Harmony
  • Microsoft JVM
  • Taobao JVM/Alibaba JVM
  • Dalvik VM 及其他虚拟机
  • Graal VM

Sun Classic VM

• 世界上第一款商用的虚拟机
• 在JDK1.4时被完全淘汰
• hotspot虚拟机内置了此虚拟机
• 这款虚拟机内部只提供了解释器，执行效率比较低
• 如果使用JIT编译器（即时编译器），则需要外挂。但一旦使用了JIT编译器，JIT就会接管虚拟机的执行系统，解释器就不再工作

Exact VM

• 解决上一个虚拟机问题，jdk1.2时，sun提供了此虚拟机
• exact Memory Management：准确式内存管理
  • 也可以叫Non-Conservative/Accurate Memory Manegement
  • 虚拟机可以知道内存中某个位置的数据具体是什么类型
• 具备线代高性能虚拟机的雏形
  • 热点探测
  • 编译器与解释器混合工作模式
• 只在Solaris平台短暂使用，其它平台上还是classic VM
  • 最后被Hotspot虚拟机替换

Hotspot VM

• 历史
  • 最初由一家“Longview Technologies” 的公司设计
  • 97年被sun收购
  • 29年被Oracle收购
  • JDK1.3时，Hotspot成为默认虚拟机
• 目前Hotspot占有绝对的市场地位
  • JDK6或JDK8中的虚拟机都是默认Hotspot
  • Sun/Oracle JDK和open JDK 的默认虚拟机
  • 其它两个商用单独虚拟机都没有方法区的概念
• 服务器、桌面到移动端、嵌入式都有应用
• Hotspot就是指的热点代码探测技术
  • 通过计数器找到最具有编译价值的代码，触发即使编译或栈上替换
  • 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

JRockit VM

• 三大商用虚拟机之一
• 专注于服务端应用
• JRockit内部不包含解析器实现，不太关注程序启动速度，全部代码都靠即时编译器编译后运行
• JRockit是世界上最快的JVM
• 全面的Java运行时方案组合
  • JRockit面向延迟敏感性应用的解决方案JRockit Real Time 提供以毫秒或者微秒级的JVM响应时间，适合财务、军事网络、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
• 08年BEA被oralce收购
• Oracle大致在JDK8中万完成了对JRockit和Hotspot虚拟机的整合，在Hotspot基础上一致JRockit的优秀特性

IBM J9 VM

• 全称：IBM Technology for Java Virtual Machine，键程IT4J，内部代号J9

• 市场定位与Hotspot接近

• 广泛用于IBM的Java产品中

• 三大商用虚拟机之一

• 在IBM自己的产品中使用比较稳定

• 17年左右，IBM发布了开源的J9 VM，命名为OpenJ9，交给Eclispse基金会管理，也成为了eclipse Open J9

KVM和CDC/CLDC Hotspot

• Oracle在Java ME产品线上的两款虚拟机为：CDC/CLDC Hotspot Implementation VM
• KVM（Kilobyte）是CLDC-HI早期产品
• 目前移动端领域地位尴尬，智能手机被Android和IOS 二分天下
• KVM简单、轻量、高度可移植，面向更低端的设备还维持自己的一片市场
  • 智能控制器、传感器
  • 老人手机、欠发达地区的功能机
• 所有虚拟机的原则：一次编译，到处运行

Azul VM 、Liquid VM

• 都与硬件平台绑定的专有虚拟机

Azul VM

• 是Azul Systems公司在HotSpot基础上进行大量改造，运行在该公司专有硬件Vega系统上的Java虚拟机
• 每个Azul VM实例都可以管理至少数十个CPU和数百GB内存的硬件资源，并且提供巨大内存范围内实现可控的GC时间的垃圾收集器，朱哪有硬件优化的线程调度等优秀特性
• 2010年，Azul Systems公司开始从硬件转向软件，发不了自己的Zing JVM 可以在通用x86平台上提供接近于Vega系统的特性

Liquid VM

• BEA公司研发，直接运行在Hypervisor系统上
• Liquid VM就是现在的JRockit VE（virtual Edition），不需要操作系统的支持，或者说它本身实现了一个专用操作系统的必要功能，如线程调度、文件系统、网络支持等
• 随着JRockit中止开发，Liquid VM也停止了

Apache Harmony

• Apache与Intel联合推出的
• 与JDk1.5、JDK1.6兼容的运行平台
• Sun坚决不让Harmony获得JCP认证最终于2011年退役，IBM转而参与OpenJDK
• 虽然目前没有Apache Harmony被大规模商用的案例，但是它的Java类库代码被吸纳进了Android SDK

Microsoft JVM

• 微软为了在IE3中支持Java Applets，开发了Microsoft JVM
• 只能在Windows平台下运行
• 在当时的Windows下是性能最好的JVM
• 97年微软被起诉侵犯商标、不正当竞争，微软在xp sp3中移除了该虚拟机，现在windows上安装的jdk都是hotspot

Taobao JVM/Alibaba JVM

• 由AliJVM团队发布
• 基于OpenJDK 开发了自己的定制版本AlibabaJDK，简称AJDK。是整个阿里Java体系的基石
• 基于OpenJDK、HotspotVM 发布的国内第一个优化、深度定制且开源的高性能服务器版Java虚拟机
  • 创新的GCIH（GC invisible heap）技术实现了off-heap，即将生命周期较长的Java对象从heap中移到heap(堆)之外，并且GC不能管理GCIH内部的Java对象，以降低GC的回收频率和GC的回收效率
  • GCIH中的 对象能在多个Java虚拟机进程中实现共享
  • 使用crc32指令实现JVM intrinsic 降低JNI的调用开销
  • PMU hardware的Java profiling tool和诊断协助功能
  • 针对大数据场景的ZenGC
• taobao vm应用在阿里产品上性能高，硬件严重依赖intel的CPU，损失了兼容性，但是提高了性能

Dalvik VM 及其他虚拟机

• Google开发的，应用于Android系统，并且在android2.2中提供了JIT
• 不是Java虚拟机，没有遵循Java虚拟机规范
• 基于寄存器架构，不是JVM的栈架构
• 执行的是编译以后的dex（Darvlik Executable）文件，执行效率比较高
  • 文件可以通过class文件转化而来
  • 使用Java语法编写程序
  • 可以直接使用发部分的JavaAPI
• Android5.0使用支持提前编译（Ahead of Time Comliation，AOT）的ART VM替换Dalvik VM

Graal VM

• 18年4月，Oracle Labs公开了Graal VM，号称“Run Programs Faster Anywhere”
• 在Hotspot基础上增强而形成的 跨语言全栈虚拟机，可以作为“任何语言”的运行平台，包括：Java Scala Groovy Kotlin； C、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者源代码编译后的中间格式，通过解释器转换为能被Graal VM接收的中间表示，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
• Graal VM 可能是最有希望取代Hotspot的虚拟机，但是目前Java的软件生态没有丝毫变化

本文标签： 虚拟机发展历程主流Java