1. Java及JVM简介
1.1 Java语言的跨平台特性
Java是一种跨平台的语言（write once, run anywhere），Java程序被转换成字节码文件以便在不同形式的JVM虚拟机上被执行，从而实现跨平台的特性。
1.2 JVM的语言无关性
Java虚拟机（JVM）不仅支持对Java程序的执行，只要其它编程语言的编译器按照要求生成JVM能够识别和处理的字节码文件，这些编程语言的程序就能在JVM上运行。随着Java7的正式发布，Java虚拟机的设计者们通过JSR-292规范基本实现在Java虚拟机平台上运行非Java语言编写的程序。
也就是说，Java虚拟机并不关心运行在其内部的程序到底是使用何种编程语言编写的，它只关心字节码文件，因为JVM直接处理的是字节码文件。所以Java虚拟机拥有语言无关性，并不会单纯地与Java语言“终身绑定”，只要其它编程语言的编译结果满足并包含Java虚拟机的内部指令集、符号表以及其它的辅助信息，它就是一个有效的字节码文件，就能够被虚拟机所识别并装载运行。
通常我们平时说的字节码指的是Java语言编译成的字节码。严格来说，任何能在JVM平台上执行的字节码格式都是一样的，所以应该统称为JVM字节码。Java虚拟机与Java语言并没有必然的联系，它只与特定的二进制文件格式——Class文件格式所关联，Class文件中包含了Java虚拟机指令集（或者称为字节码/ByteCodes）和符号表，以及其它一些辅助信息。
以JSR-292为核心的一系列项目和功能改进（如DaVinci Machine项目、Nashorn引擎、InvokeDynamic指令、java.lang.invoke包等），推动Java虚拟机从“Java语言的虚拟机”向“多语言的虚拟机”的方向发展。
2. Java发展的重大事件
- 1990年，Sun公司中由Patrick Naughton、MikeSheridan 以及 James Gosling 领导的小组Green Team，开发出的新的编程语言，命名为Oak，后来命名为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 Microsystems发布了JDK1.0.
- 1998年，JDK1.2版本发布。同时Sun发布了JSP/Servlet、EJB规范，以及将Java分成了J2EE、J2SE和J2ME。这表明了Java开始向企业、桌面应用和移动设备应用3大领域挺进。
- 2000年，JDK1.3发布，Java HotSpot Virtual Machine正式发布，成为Java的默认虚拟机。
- 2002年，JDK1.4发布，古老的Classic虚拟机退出历史舞台。
- 2003年底，Java平台的Scala正式发布，同年Groovy也加入了Java阵营。
- 2004年，JDK1.5发布，同时JDK1.5改名为JavaSE 5.0。
- 2006年，JDK6发布。同年，Java开源并建立了OpenJDK。顺理成章，HotSpot虚拟机也成为了OpenJDK中的默认虚拟机。
- 2007年，Java平台迎来了新伙伴Clojure。
- 2008年，Oracle收购了BEA，得到了JRockit虚拟机。
- 2009年，Twitter宣布把后台大部分程序从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商标和最具价值的HotSpot虚拟机。此时，Oracle拥有市场占用率最高的两款虚拟机HotSpot和JRockit，并计划在未来对它们进行整合：HotRockit。
- 2011年，JDK7发布。在JDK1.7u4中正式启用了新的垃圾回收器G1。
- 2017年，JDK9发布。将G1设置为默认GC，替代CMS。同年，IBM的J9开源，形成了现在的Open J9社区。
- 2018年，Android的Java侵权案判决，Google赔偿Oracle计88亿美元。
- 同年，Oracle宣告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，加入RedHat领导开发的Shenandoah GC。
OpenJDK与OracleJDK
- OpenJDK是Java SE平台版的开源和免费实现，它是Sun Corporation（现在的Oracle Corporation）于2006年开始的开发结果。它是根据GNU GPL许可证授权的。它最初于2007年发布。它由Oracle Corporation，Red Hat，IBM，Apple Inc.，OpenJDK和Java Community等开发。它是使用C ++和Java编程语言编写的。它支持不同的操作系统，如FreeBSD，Linux，Microsoft Windows，Mac OS X. OpenJDK是Java SE Platform Edition的官方参考实现。
- Oracle JDK由Oracle公司开发，该公司是Sun许可证，基于Java标准版规范实现。它以二进制产品的形式发布。它支持多种操作系统，如Windows，Linux，Solaris，MacOS等。它支持不同的平台，如Intel 32位和64位架构，ARM架构和SPARC。它完全基于Java编程语言。之后，该许可证宣布将根据GPL（通用公共许可证）许可证发布。Oracle JDK包含许多组件作为库形式的编程工具集合。
在JDK11之前，OracleJDK中还会存在一些OpenJDK中没有的、闭源的功能。但在JDK11中，我们可以认为OpenJDK和OracleJDK代码实质上已经完全一致的程度。
3. 虚拟机与Java虚拟机
3.1 虚拟机
虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。在虚拟机之上运行的程序都被限制于虚拟机提供的资源中。
3.2 Java虚拟机
Java虚拟机（Java Virtual Machine 简称JVM）是运行所有Java程序的抽象计算机，是Java语言的运行环境，它是Java最具吸引力的特性之一。
Java虚拟机是一台执行字节码的虚拟计算机，运行于JVM平台之上的各种语言可以共享Java虚拟机带来的跨平台特性、优秀的垃圾回收器以及可靠的即时编译器。
作用：Java虚拟机就是二进制字节码的运行环境，负责装在字节码到其内部，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，处理结果放在哪里等。
特点：一次编译，到处运行；自动内存管理；自动垃圾回收功能。
4. JVM的整体结构
HotSpot是目前市面上高性能虚拟机的代表作之一，它采用解释器与即时编译器并存的架构。一般说起JVM，通常是指HotSpot。
5. Java代码的执行流程
6. JVM的架构模型
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，而另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构。
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。
基于寄存器架构的特点
- 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。
7. JVM的生命周期
虚拟机的启动
Java虚拟机的启动是通过引导类加载器（bootstrap class loader）创建一个初始类（initial class）来完成的，这个类是由虚拟机的具体实现指定的。
虚拟机的执行
一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务：执行Java程序。程序开始执行时它才运行，程序结束时它就停止。执行一个所谓的Java程序的时候，真正在执行的是一个Java虚拟机进程。
虚拟机的退出
有如下的几种情况：
- 程序正常执行结束
- 程序在执行过程中遇到了异常或错误而终止
- 由于操作系统出现了错误而导致Java虚拟机进程终止
- 某线程调用Runtime类或System类的exit方法，或Runtime类的halt方法，并且Java安全管理器也允许这次exit或halt操作
- 除此之外，JNI（Java Native Interface）规范描述了用JNI Invocation API来加载或卸载Java虚拟机时，Java虚拟机的退出情况。
8. JVM发展历程
- 待添加内容
