Java虚拟机(一)

一、Java发展历程

Java之父，James Gosling博士

时间	事件
1991年4月	James Gosling博士领导的Green Project启动，java语言前身Oak启动
1995年5月23日	Oak改名为Java，SunWord大会发布Java 1.0，提出“Write Once,Run Anywhere”的口号
1996年1月23日	JDK1.0发布，Sun Classic VM
1996年5月	旧金山首届JavaOne大会
1997年2月19日	JDK 1.1发布
1998年12月4日	JDK1.2发布
1999年4月27日	HotSpot虚拟机发布
2000年5月8日	JDK1.3发布
2002年2月13日	JDK1.4发布
2004年9月30日	JAVA 5
2006年11月13日	Sun宣布Java开源
2006年12月11日	JAVA 6
2009年2月19日	JDK 7完成了第一个里程碑版本
2014年3月18日	JAVA 8
2017年9月21日	JAVA 9
2018年3月21日	JAVA 10
2018年9月25日	JJAVA 11

JDK Version 1.0

1996-01-23 Oak(橡树)

初代版本，伟大的一个里程碑，但是是纯解释运行，使用外挂JIT，性能比较差，运行速度慢。

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JDK Version 1.1

1997-02-19

• JDBC(Java DataBase Connectivity);
• 支持内部类;
• RMI(Remote Method Invocation) ;
• 反射;
• Java Bean;

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JDK Version 1.2

1998-12-08 Playground(操场)

• 集合框架;
• JIT(Just In Time)编译器;
• 对打包的Java文件进行数字签名;
• JFC(Java Foundation Classes), 包括Swing 1.0, 拖放和Java2D类库;
• Java插件;
• JDBC中引入可滚动结果集,BLOB,CLOB,批量更新和用户自定义类型;
• Applet中添加声音支持.

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JDK Version 1.3

2000-05-08 Kestrel(红隼)

• Java Sound API;
• jar文件索引;
• 对Java的各个方面都做了大量优化和增强;

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JDK Version 1.4

2004-02-06 Merlin(隼)

• XML处理;
• Java打印服务;
• Logging API;
• Java Web Start;
• JDBC 3.0 API;
• 断言;
• Preferences API;
• 链式异常处理;
• 支持IPV6;
• 支持正则表达式;
• 引入Imgae I/O API.

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JAVA 5

2004-09-30 Tiger(老虎)

• 泛型;
• 增强循环,可以使用迭代方式;
• 自动装箱与自动拆箱;
• 类型安全的枚举;
• 可变参数;
• 静态引入;
• 元数据(注解);
• Instrumentation;

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JAVA 6

2006-12-11 Mustang(野马)

• 支持脚本语言;
• JDBC 4.0API;
• Java Compiler API;
• 可插拔注解;
• 增加对Native PKI(Public Key Infrastructure), Java GSS(Generic Security Service),Kerberos和LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)支持;
• 继承Web Services;

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JAVA 7

2011-07-28 Dolphin(海豚)

• switch语句块中允许以字符串作为分支条件;
• 在创建泛型对象时应用类型推断;
• 在一个语句块中捕获多种异常;
• 支持动态语言;
• 支持try-with-resources(在一个语句块中捕获多种异常);
• 引入Java NIO.2开发包;
• 数值类型可以用二进制字符串表示,并且可以在字符串表示中添加下划线;
• 钻石型语法(在创建泛型对象时应用类型推断);
• null值得自动处理;

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JAVA 8

2014-03-18 

• Lambda 表达式 − Lambda允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递进方法中。

• 方法引用 − 方法引用提供了非常有用的语法，可以直接引用已有Java类或对象（实例）的方法或构造器。与lambda联合使用，方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁，减少冗余代码。

• 默认方法 − 默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法。

• 新工具 − 新的编译工具，如：Nashorn引擎 jjs、 类依赖分析器jdeps。

• Stream API −新添加的Stream API（java.util.stream） 把真正的函数式编程风格引入到Java中。

• Date Time API − 加强对日期与时间的处理。

• Optional 类 − Optional 类已经成为 Java 8 类库的一部分，用来解决空指针异常。

• Nashorn, JavaScript 引擎 − Java 8提供了一个新的Nashorn javascript引擎，它允许我们在JVM上运行特定的javascript应用。

• 详细参考:http://www.runoob.com/java/java8-new-features.html

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JAVA 9

2017-09-22

• 模块系统：模块是一个包的容器，Java 9 最大的变化之一是引入了模块系统（Jigsaw 项目）。
• REPL (JShell)：交互式编程环境。
• HTTP 2 客户端：HTTP/2标准是HTTP协议的最新版本，新的 HTTPClient API 支持 WebSocket 和 HTTP2 流以及服务器推送特性。
• 改进的 Javadoc：Javadoc 现在支持在 API 文档中的进行搜索。另外，Javadoc 的输出现在符合兼容 HTML5 标准。
• 多版本兼容 JAR 包：多版本兼容 JAR 功能能让你创建仅在特定版本的 Java 环境中运行库程序时选择使用的 class 版本。
• 集合工厂方法：List，Set 和 Map 接口中，新的静态工厂方法可以创建这些集合的不可变实例。
• 私有接口方法：在接口中使用private私有方法。我们可以使用 private 访问修饰符在接口中编写私有方法。
• 进程 API: 改进的 API 来控制和管理操作系统进程。引进 java.lang.ProcessHandle 及其嵌套接口 Info 来让开发者逃离时常因为要获取一个本地进程的 PID 而不得不使用本地代码的窘境。
• 改进的 Stream API：改进的 Stream API 添加了一些便利的方法，使流处理更容易，并使用收集器编写复杂的查询。
• 改进 try-with-resources：如果你已经有一个资源是 final 或等效于 final 变量,您可以在 try-with-resources 语句中使用该变量，而无需在 try-with-resources 语句中声明一个新变量。
• 改进的弃用注解 @Deprecated：注解 @Deprecated 可以标记 Java API 状态，可以表示被标记的 API 将会被移除，或者已经破坏。
• 改进钻石操作符(Diamond Operator) ：匿名类可以使用钻石操作符(Diamond Operator)。
• 改进 Optional 类：java.util.Optional 添加了很多新的有用方法，Optional 可以直接转为 stream。
• 多分辨率图像 API：定义多分辨率图像API，开发者可以很容易的操作和展示不同分辨率的图像了。
• 改进的 CompletableFuture API ： CompletableFuture 类的异步机制可以在 ProcessHandle.onExit 方法退出时执行操作。
• 轻量级的 JSON API：内置了一个轻量级的JSON API
• 响应式流（Reactive Streams) API: Java 9中引入了新的响应式流 API 来支持 Java 9 中的响应式编程。
• 详细参考:http://www.runoob.com/java/java9-new-features.html

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JAVA 10

2018-03-21

根据官网的公开资料，共有12个重要特性，如下：

• JEP286，var 局部变量类型推断。
• JEP296，将原来用 Mercurial 管理的众多 JDK 仓库代码，合并到一个仓库中，简化开发和管理过程。
• JEP304，统一的垃圾回收接口。
• JEP307，G1 垃圾回收器的并行完整垃圾回收，实现并行性来改善最坏情况下的延迟。
• JEP310，应用程序类数据 (AppCDS) 共享，通过跨进程共享通用类元数据来减少内存占用空间，和减少启动时间。
• JEP312，ThreadLocal 握手交互。在不进入到全局 JVM 安全点 (Safepoint) 的情况下，对线程执行回调。优化可以只停止单个线程，而不是停全部线程或一个都不停。
• JEP313，移除 JDK 中附带的 javah 工具。可以使用 javac -h 代替。
• JEP314，使用附加的 Unicode 语言标记扩展。
• JEP317，能将堆内存占用分配给用户指定的备用内存设备。
• JEP317，使用 Graal 基于 Java 的编译器，可以预先把 Java 代码编译成本地代码来提升效能。
• JEP318，在 OpenJDK 中提供一组默认的根证书颁发机构证书。开源目前 Oracle 提供的的 Java SE 的根证书，这样 OpenJDK 对开发人员使用起来更方便。
• JEP322，基于时间定义的发布版本，即上述提到的发布周期。版本号为\$FEATURE.\$INTERIM.\$UPDATE.\$PATCH，分别是大版本，中间版本，升级包和补丁版本。

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JAVA 11

2018-09-25 

翻译后的新特性有：

• 181:Nest-Based访问控制
• 309:动态类文件常量
• 315:改善Aarch64 intrinsic
• 318:无操作垃圾收集器
• 320:消除Java EE和CORBA模块
• 321:HTTP客户端(标准)
• 323:局部变量的语法λ参数
• 324:Curve25519和Curve448关键协议
• 327:Unicode 10
• 328:飞行记录器
• 329:ChaCha20和Poly1305加密算法
• 330:发射一列纵队源代码程序
• 331:低开销堆分析
• 332:传输层安全性(Transport Layer Security,TLS)1.3
• 333:动作:一个可伸缩的低延迟垃圾收集器 (实验)
• 335:反对Nashorn JavaScript引擎
• 336:反对Pack200工具和API

--------------------- 本文来自 ranyuangang 的CSDN 博客 ，全文地址请点击：https://blog.csdn.net/ranyuangang/article/details/82855017?utm_source=copy

二、JVM初体验

Java技术体系的组成：

• Java程序语言设计
• 各种硬件平台上的JAV虚拟机
• Class文件格式
• Japva API类库
• 第三方Java类库

Java SE API和Java虚拟机这两部分统称为JRE，是支持Java程序运行的标准环境。

内存溢出场景模拟

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -Xms20m -Xmx20m

内存异常的错误

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid6948.hprof ...
Heap dump file created [27954569 bytes in 0.102 secs]
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source)
    at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.grow(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.ensureExplicitCapacity(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.ensureCapacityInternal(Unknown Source)
    at java.util.ArrayList.add(Unknown Source)
    at com.jiehui.test.Main.main(Main.java:10)

很难定位到错误

找到块照java_pid6948.hprof

用Eclipse Memory Analyzer打开

main有问题

Demo太多了

jvm可视化监控工具JConsole

在jdk的bin中找到

package com.jiehui.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import javax.swing.Box.Filler;

public class JConsoleTest {

    public byte[] b1 = new byte[128*1024];

    public static void main(String[] args) {
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
         System.out.println("start...");
         fill(1000);
        }
     public static void fill(int n) {
          List<JConsoleTest> jList = new ArrayList<>();
           for (int i=0; i<n; i++) {
               try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
                jList.add(new JConsoleTest());
            }
     }
}

打开JConsole，选中

堆内存不断增加

package com.jiehui.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import javax.swing.Box.Filler;

public class JConsoleTest {

    public JConsoleTest() {
        byte[] b1 = new byte[128*1024];
    }
    public static void main(String[] args) {
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
         System.out.println("start...");
         fill(1000);
        }
     public static void fill(int n) {
          List<JConsoleTest> jList = new ArrayList<>();
           for (int i=0; i<n; i++) {
               try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
                jList.add(new JConsoleTest());
            }
     }
}

改为局部变量，垃圾回收机制