手寫商用Java虛擬機器器HotSpot，瘋狂磨礪技術中

在當前Java行業激烈競爭的形式下，唯有掌握技術，心中才不能慌。在多年前，我就開始苦練底層技術，但是眼看百遍也不如手過一遍，所以我打算把虛擬機器器的精華實現部分用手敲出來，這個過程註定不會輕鬆，但是心態不能著急，要一步一步來，一年二年三年後終能達成。

這個過程還會錄製一些免費視訊，簡單介紹一下這個視訊適合的目標人群，達到的目的等。

1、目標人群

對虛擬機器器底層實現有濃厚興趣的人

想提升Java技術，精通Java語言的人

想切入虛擬機器器和編譯器領域研發的人

想通過大型複雜的專案提升C++水平的人

不過HotSpot VM專案太過複雜，對C++、Linux系統程式設計、組合指令、機器指令、編譯原理等各方面都有較高的要求，如果這些方面的基礎比較弱的話，還需要多加強。

2、達到的目的

精通Java的底層實現

對虛擬機器器的效能調優和故障排查得心應手

能夠對虛擬機器器整體的實現有一個清晰的認識，達到動手開發虛擬機器器的能力

對後續研究更為複雜的C2編譯器和G1等垃圾收集器有非常大的幫助

熟練使用C++

熟練掌握組合語言

當研究lua、python等虛擬機器器時會感到更簡單，研究v8等時感覺程式碼許多都很熟悉，很類似

另外，開課也會讓許多人堅持下來，畢竟有人引路，也能節省非常多的時間和精力

3、編譯偵錯環境

Linux（Ubuntu 16.04）

CPU架構為X86，位數為64

版本僅支援JDK1.8（也就是向前相容的程式碼全部省略）

Linux核心版本 4.4.0-210-generic

GNU 5.4.0版本的編譯器

編輯器：Visual Studio Code1 .51.0

使用語言：主體為C++語言，少量組合有C語言

4、功能說明

商用HotSpot VM手寫內容時，由於整個工程的程式碼在50萬行左右，其中95%以上都是C++。我們只實現其實的精華部分即可，所以許多功能都不會實現。

不實現的功能如下：

（1）只實現C1編譯器，不實現C2編譯器

（2）沒有指標壓縮版實現

（3）堆不支援大頁

（4）位元組碼直譯器不再手寫實現（PC上的效率太低，不適合生產用，但是會詳細介紹）

（5）只包含Serial/Serial Old收集器，後期會實現G1，不實現Parallel和CMS等收集器

（6）不對類載入過程中的類進行合法性驗證，也就是沒有驗證階段

（7）不實現偏向鎖和輕量級鎖，直接使用重量級鎖，會詳細介紹偏向鎖和輕量級鎖

（8）執行緒採用NPTL 2.23版本，不相容LinuxThreads

（9）不對一些統計做實現，如寫PerfData， NMT等功能，記錄GC紀錄檔等

（10）不實現SharedCDS

（11）省略SecurityManager和Protected Domain，型別安全檢查約束

（12）不實現偵錯資訊記錄

（13）FlatProfiler不實現

（14）不實現一些實驗性質的邏輯

（15）可省略的一些驗證邏輯，如驗證AdapterBlob的正確性，加上-XX:-VerifyAdapterCalls命令省略

（16）不對一些支援Java層Deprecated方法的功能進行實現，如執行緒的suspend和resume

（17）對預設選項為false的邏輯不實現，如UseNUMA等

（18）JNI和JVMTI選擇性實現

（19）不實現vmStructs，不支援 SA（Serviceability Agent）

（20）不實現JMX、Attach及內部一些命令，如dumpheap、threaddump、jcmd及load等

當然，後續還有非常多需要補充和完善的地方，請持續關注...

5、實現路徑：

大模組的實現路徑如下：

內部鎖

執行緒

二分模型

類的載入和解析

堆的簡單規劃

後設資料區

CodeCache

模板直譯器解釋執行

Serial和Serial Old垃圾收集器

C1編譯器

由於各個模組都是耦合緊密，相互交錯，所以具體編寫時會是一個循序漸進，逐步完善的過程。不會是一個模組寫完再另外一個模組，需要以基本面完善點這樣一個過程。

6、後續計劃

在B站上免費更新一部分視訊，後續有收費開課的打算。免費課程大綱如下：

手寫Java虛擬機器器HotSpot終於要錄製一系列視訊啦！

有對虛擬機器器、Java效能故障診斷與調優等感興趣的人可以入群討論。