Java虚拟机

从今开始，笔者开始向大家讲解JAVA虚拟机的知识，有没有很兴奋！！！！

对于JAVA开发者来说，虚拟机再熟悉不过，每天的工作中都会接触，但是总有一种“近在眼前，却又远在天边”的感觉。

而笔者要写的这一系列文章，就是想帮助大家去除这样的困惑，让大家明白虚拟机是什么，做了哪些事情，哪些机制跟我们的开发息息相关。

既然学习虚拟机，那么关于Java的相关历史还是有必要去了解的，在本章节中，笔者将会先介绍Java的发展历史，再说说Java虚拟机的发展历史！

接下里，就让我们开始第一章节的学习吧。

Java发展史

Java编程语言从诞生到现在已经二十年多年，现已发展成为计算机史上影响深远的编程语言之一，开源/跨平台是其最大的特征，也正是因为此，Java不断地吸引世界上众多优秀程序员来进行学习。

Java从第一个版本的诞生，到现在已经有20多年的时间了。经过这20多年的发展，以及数次的迭代，Java现在发展到了第九个版本--JDK1.9。相比于最早的JDK1.0来说，现在的Java已经成为了世界上最受欢迎的编程语言之一，并且还是使用者最多的编程语言。想必，在20多年前，谁也无法预想到如今的场景。

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说起Java的发展史，就不得被提及“Java之父”---詹姆斯·高斯林（James Gosling），他于1955年5月19日出生在加拿大，Java编程语言创始人之一。

早在20世纪90年代初，大概在1990年，硬件领域开始出现了单片式计算机系统，低廉的价格以及在当时高度化的智能，使其一出现便吸引了市场的注意（在现在看来，当时的智能程度就跟过家家一样）。

为了抢占单片机市场的先机，Sun公司在1991年成立了绿色计划（Green project）项目组，此计划的目的是开发一种能够在各种消费性电子产品（如机顶盒、冰箱、收音机等）上运行的程序架构，由“Java之父”詹姆斯·高斯林领导。可惜好景不长，经过一年多的开发，项目并没有得到市场的认同，但是在开发的过程中，诞生了一个名叫作Oak(橡树)的面向对象语言。正所谓“有心栽花花不开，无心插柳柳成荫”，Oak(橡树)为后续Java的诞生起到了至关重要的作用。

在项目的进展过程中，由于C++所具有的优势，绿色计划（Green project）的开发人员首先考虑采用C++来编写程序，但对于硬件资源极其匮乏的单片式系统来说，C++程序过于复杂和庞大，操作起来困难太大，所以项目组决定根据嵌入式软件的要求，对C++进行了改造，去除了留在C++的一些不太实用及影响安全的成分，开发了一种称为Oak的面向对象语言，这就是Java语言的前身。

1992年夏天，绿色计划（Green project）已经完成了大部分功能，包括Green操作系统，Oak的程序设计语言、类库等。同年11月，绿色计划（Green project）被独立成为了一个叫做“FirstPerson有限公司”，一个sun公司的全资子公司，并试图从时代华纳获得一个电视机顶盒交互系统的订单，不过在当时市场不成熟的情况下，项目没有获得成功。

直至1994年下半年，由于Internet的迅猛发展和环球信息网WWW的快速增长，第一个全球信息网络浏览器Mosaic诞生了，Oak也随着这波浪潮得到了迅速的发展。

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詹姆斯·高斯林（James Gosling）意识到，这是一个机会，于是决定改变绿色计划的发展方向，对Oak进行了小规模的改造，并完成了Oak语言编写的网页浏览器：WebRunner。直到1995年5月23日，在SunWorld大会上正式发布Java 1.0版本，至此Java语言诞生了，并首次提出了“Write Once，Run Anywhere”（一次编译，到处运行）的口号。

在1995年Sun虽然推出了Java，但这只是一种语言，而要想开发复杂的应用程序，必须要有一个的强大的开发库支持还行。因此，Sun在1996 年1月23日发布了JDK1.0，提供了一个纯解释执行的Java虚拟机实现（Sun Classic VM）。这个版本包括了两部分：运行环境（即JRE）和开发环境(即JDK)，至今依旧沿用。在JDK1.0版本中，主要技术包括：Java虚拟机、AWT等。

在推出Java1.0版本后，Sun公司在1997年2月19日，Sun公司发布了Java1.1版本，相比于1.0版本，1.1版本最大的改进就是增加了JIT(即时编译器)，JIT和传统的编译器不同，传统的编译器是编译一条，运行完后再将其扔掉，而JIT会将经常编译的指令保存在内存中，在下次调用时就不需要再编译了，这样在效率上有了非常较大大的提升。此外，Java技术的一些最基础的支撑点也都是在Java1.1版本中发布的，例如：JAR文件格式、JDBC、JavaBeans、RMI、内部类（Inner Class）、反射（Reflection）。

往后的几年中，Java陆续更新迭代版本，JDK 1.1大版本中一共发布了1.1.0～1.1.8九个小版本。从1.1.4之后，每个JDK版本都有一个自己的名字（工程代号），分别为：JDK 1.1.4 - Sparkler（宝石）、JDK 1.1.5 - Pumpkin（南瓜）、JDK 1.1.6 - Abigail（阿比盖尔，女子名）、JDK 1.1.7 - Brutus（布鲁图，古罗马政治家和将军）和JDK 1.1.8 – Chelsea（切尔西，城市名）。

时间来到了1998年12月4日，Java迎来了一个里程碑式的版本Java1.2，在此版本中Java被拆分成了3个方向，也就是我们熟知的J2SE（Java 2 Platform， Standard Edition）、J2EE（Java 2 Platform， Enterprise Edition）和J2ME（Java 2 Platform， Micro Edition）。在Java1.2这个版本中，Java虚拟机第一次内置了JIT（Just In Time）编译器，之前版本的Sun Classic VM虚拟机只能以外挂的形式使用JIT编译器。在API上，集合系列Collection出现了。

在1999年3月和7月，分别有Java1.2.1和Java1.2.2两个小版本发布。

2000年5月8日，Java1.3发布，工程代号为Kestrel（美洲红隼）。相比于1.2来说，Java1.3改进主要表现在一些类库上（如数学运算和新的Timer API等），增加了JNI的支持，这使得Java可以访问本地资源了、支持XML了。此外，在Java1.3大版本中，还有个修正版Java1.3.1，工程代号为Ladybird（瓢虫），于2001年5月17日发布。

2001年6月5日，Nokia宣布到2003年将出售1亿部支持Java的手机；

时间来到了2002年2月13日，Sun公司发布了Java历史上最为成熟的版本Java1.4，工程代号为Merlin（灰背隼）。在进入21世纪以来，在.NET平台和Java平台之间发生了一次声势浩大的孰优孰劣的论战，Java的主要问题就是性能。不过，随着Java1.4的诞生论战就此终结，Sun公司集中主要的精力来解决性能问题。值得关注的是，Java1.4还发布了很多新的特性，如正则表达式、异常链、NIO、日志类、XML解析器和XSLT转换器等。

2004年9月30日，Java1.5发布，工程代号Tiger（老虎)。在Java1.5中出现了我们熟悉的语法，例如：自动拆装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数，遍历循环（foreach循环）等。在虚拟机和API层面上，这个版本改进了Java的内存模型（Java Mozilla Model，JMM）、提供了java.util.concurrent并发包等。

在2006年11月13日的JavaOne大会上，Sun公司宣布最终会将Java开源，并在随后的一年多时间内，陆续将JDK的各个部分在GPL v2（GNU General Public License v2）协议下公开了源码，并建立了OpenJDK组织对这些源码进行独立管理。

2006年12月11日，Java1.6发布，工程代号Mustang（野马）。这个版本尤其特殊，Sun公司终结了从Java1.2开始已经有8年历史的J2EE、J2SE、J2ME的命名方式，启用java SE 6、Java EE 6、Java ME 6的命名方式。在这个版本中，Java虚拟机做了大量改进，包括锁与同步、垃圾收集、类加载等。

在Java 1.6后，由于代码复杂性增加、JDK开源、以及Sun公司收购案等原因，Java再也没有维持两年发布一个主版本的发展速度，到目前为止Java1.6一共发布了37个小版本。

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2009年2月19日，Java1.7完成了第一个里程碑版本（此时并未发布），工程代号为Dolphin（海豚），相根据最初的规划来看，Java1.7是一个包含众多改进的版本，但是由于商业和技术竞争的劣势，Sun公司在当时的市值仅为巅峰时期的3%，财务上的紧张导致Sun公司无力推动研发计划如期进行，最终2009年4月20日，Oracle公司宣布正式以74亿美元的价格收购Sun公司，Java商标从此正式归Oracle所有。

直至，2011年7月28日，Java1.7正式发布，相信现在还有不少公司的项目是运行在Java1.7之上。主要语法改进点，包括：switch语句块中允许以字符串作为分支条件、在一个语句块中捕获多种异常、引入Java NIO.2开发包、在创建泛型对象时应用类型推断等；

值得一体的是，Java1.7在第四个小版本更新时，开始支持Mac系统，并在第六个小版本时完全支持。

2014年3月19日，Java1.8正式发布，工程代号Spider（蜘蛛），主要改进包括：Lambda表达式，还有Stream API流式处理，joda-time等等一些新特性。其中，最大的改进就是Lambda表达式，主要为了使Java更易于为多核处理器编写代码。

在历经多次跳票之后，2017年9月22日，Java1.9正式发布，带来了众多特性，其中最为关注的是模块化(Project Jigsaw)，该特性使Java可以适应不同大小的计算设备，改进其安全性，可维护性，提高性能，简化各种类库和大型应用的开发和维护。模块化(Project Jigsaw)从Java1.7阶段就开始筹备，Java1.8阶段进行了大量工作，终于在Java1.9里落地；

说完了，Java的发展史。接下来，我们来解释下Java中涉及到的一些概念！

Java分支

上面，我们说到了Java在1.2版本时，被拆分成了3个方向J2SE（Java 2 Platform，Standard Edition）、J2EE（Java 2 Platform， Enterprise Edition）和J2ME（Java 2 Platform，Micro Edition）。那么，这三个方向代表什么含义呢？

Java ME（Micro Edition）：支持Java程序运行在移动终端（手机、PDA）上的平台，对Java API有所精简，支持早期的移动终端智能设备，这个版本以前称为J2ME。已经被淘汰了，现在开发也基本不用了。

Java SE（Standard Edition）：支持面向桌面级应用（如Windows下的应用程序）的Java平台，提供了完整的Java核心API，这个版本以前称为J2SE。Java SE为Java EE和Java ME提供了基础。

Java EE（Enterprise Edition）：支持使用多层架构的企业应用（如ERP、CRM应用）的Java平台，除了提供Java SE API外，还对其做了大量的扩充并提供了相关的部署支持，这个版本以前称为J2EE。

说的直白点，Java ME已被淘汰，无需了解；Java SE就是我们刚开始学习Java所接触到的版本，包含了集合、数组、IO等基础知识，包含了Java的核心API；Java EE就是我们开发后台程序用到的版本，包含常spring、servlet、jdbc、springboot等，主要适用于创建服务器应用程序；

Java环境

说到Java的环境，那么就得来解释下JDK和JRE了！

简单的说，JDK是用于支持Java程序开发的最小环境；而JRE，则是支持Java程序运行的最小环境。所以很明显，JRE是JDK的子集；

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可以看出，JRE作为运行最小环境，只需要虚拟机和JavaSE API，即可将字节码运行起来；

而JDK作为开发最小环境，则需要向javac之类的工具，来进行代码编译等操作，另外还包括一些Java程序监控的工具Java VisualVM, JConsole等。

也就是说JRE只能负责运行，JDK则全活！！！