在vm中编译指令

⑴ java中vm技术是什么

vm就是java虚拟机，java不是基于操作系统运行的，而是在虚拟机中运行的，这也是java为什么能实现跨平台的原因，java编译器将java源程序编译成字节码，字节码是一种中间语言，只有java虚拟机猜能解释字节码，所以java的类文件是在虚拟机上运行的

⑵ 为什么在VMwarm虚拟机里面，我装了CFREE；可是无法运行编译后的控制台程序。为什么

如果编译正常的话，结果无法正常运行，归根接底就下面几种方面的问题：
1、环境变量 配置
2、用户权限
3、执行条件
具体的需要你看看报错信息，才能确定。

⑶ 虚拟机是怎样运行的,原理是什么

虚拟机的运行：

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。

原理：

从最初编写的Java源文件（.java文件）是如何一步步执行的，如下图所示，首先Java源文件经过前端编译器（javac或ECJ）将.java文件编译为Java字节码文件。

然后JRE加载Java字节码文件，载入系统分配给JVM的内存区，然后执行引擎解释或编译类文件，再由即时编译器将字节码转化为机器码。

(3)在vm中编译指令扩展阅读：

虚拟机资源涉及多个方面：CPU、内存、网络以及磁盘。在规划虚拟机时应该考虑这些资源之间的关系，否则，分配的资源不合理将导致虚拟机内的应用程序性能表现不佳。

CPU：

虚拟机每个vCPU只运行在一个物理核心之上，因此CPU频率越高虚拟机的运行速度也就越高，vCPU数量越多有助于提升应用的性能表现。

一个比较复杂的因素就是在ESXi服务器内，所有的虚拟机共享使用物理CPU。ESXi服务器的核心数越多，每个vCPU获得的核心份额也就越大，因此多核心的性能表现要强于核心频率高但数量少的情况。

如果虚拟机需要占用大量的CPU时间，那么可以考虑为虚拟机分配第二个vCPU，但是，为虚拟机分配两个以上vCPU并不一定让应用运行的更快，因为只有多线程应用才能有效地使用多个vCPU。

RAM：

ESXi服务器内RAM资源通常有限，因此在给虚拟机分配RAM时需要格外小心。VMkernel在处理RAM时非常巧妙；允许虚拟机使用ESXi服务器所有的物理内存而且会尽量避免占用物理内存却没有真正使用的情况。

物理内存被完全用完后，VMkernel必须确定哪些虚拟机能够保留物理内存，哪些虚拟机要释放物理内存。这称之为“内存回收”。当虚拟机占用的物理内存被回收后，存在的一个风险就是会对虚拟机的性能造成影响。虚拟机被回收的内存越多，相应的风险也就越大。

最明智的是只为虚拟机分配完成工作所需要的内存。分配额外的内存将会增加回收风险。另一方面，当虚拟机操作系统将未被使用的内存用作磁盘缓存时，将会显着降低对磁盘系统的性能要求，所以这里有一个折衷问题。

对于数据库服务器以及VDI桌面来说，为虚拟机分配更多的内存往往更划算—在一台ESXi服务器上运行更少的虚拟机—而不是购买高性能的磁盘阵列。关键在于针对虚拟机的负载分配足够多内存而且没有浪费。

参考资料：

网络-虚拟机

⑷ VM下用linux编译java时总说javac命令不存在

当前用户下的.bash_profile需要增加JAVA_HOME的环境变量，具体网上找找

⑸ 如何编译linux版本

编译安装内核
下载并解压内核

解压内核：tar xf linux-2.6.XX.tar.xz
定制内核：make menuconfig
参见makefile menuconfig过程讲解
编译内核和模块：make
生成内核模块和vmlinuz，initrd.img，Symtem.map文件
安装内核和模块：sudo make moles_install install
复制模块文件到/lib/moles目录下、复制config，vmlinuz，initrd.img，Symtem.map文件到/boot目录、更新grub
其他命令：
make mrprobe：命令的作用是在每次配置并重新编译内核前需要先执行“make mrproper”命令清理源代码树，包括过去曾经配置的内核配置文件“.config”都将被清除。即进行新的编译工作时将原来老的配置文件给删除到，以免影响新的内核编译。
make dep：生成内核功能间的依赖关系，为编译内核做好准备。

几个重要的Linux内核文件介绍
config
使用make menuconfig 生成的内核配置文件，决定将内核的各个功能系统编译进内核还是编译为模块还是不编译。
vmlinuz 和 vmlinux
vmlinuz是可引导的、压缩的内核，“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支持虚拟内存，不像老的操作系统比如DOS有640KB内存的限制，Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存，因此得名“vm”。vmlinuz是可执行的Linux内核，vmlinuz的建立有两种方式：一是编译内核时通过“make zImage”创建，zImage适用于小内核的情况，它的存在是为了向后的兼容性；二是内核编译时通过命令make bzImage创建，bzImage是压缩的内核映像，需要注意，bzImage不是用bzip2压缩的，bzImage中的bz容易引起误解，bz表示“big zImage”，bzImage中的b是“big”意思。 zImage（vmlinuz）和bzImage（vmlinuz）都是用gzip压缩的。它们不仅是一个压缩文件，而且在这两个文件的开头部分内嵌有gzip解压缩代码，所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。 内核文件中包含一个微型的gzip用于解压缩内核并引导它。两者的不同之处在于，老的zImage解压缩内核到低端内存（第一个640K），bzImage解压缩内核到高端内存（1M以上）。如果内核比较小，那么可以采用zImage 或bzImage之一，两种方式引导的系统运行时是相同的。大的内核采用bzImage，不能采用zImage。 vmlinux是未压缩的内核，vmlinuz是vmlinux的压缩文件。
initrd.img
initrd是“initial ramdisk”的简写。initrd一般被用来临时的引导硬件到实际内核vmlinuz能够接管并继续引导的状态。比如initrd- 2.4.7-10.img主要是用于加载ext3等文件系统及scsi设备的驱动。如果你使用的是scsi硬盘，而内核vmlinuz中并没有这个 scsi硬件的驱动，那么在装入scsi模块之前，内核不能加载根文件系统，但scsi模块存储在根文件系统的/lib/moles下。为了解决这个问题，可以引导一个能够读实际内核的initrd内核并用initrd修正scsi引导问题，initrd-2.4.7-10.img是用gzip压缩的文件。initrd映象文件是使用mkinitrd创建的，mkinitrd实用程序能够创建initrd映象文件，这个命令是RedHat专有的，其它Linux发行版或许有相应的命令。这是个很方便的实用程序。具体情况请看帮助：man mkinitrd
System.map是一个特定内核的内核符号表，由“nm vmlinux”产生并且不相关的符号被滤出。
下面几行来自/usr/src/linux-2.4/Makefile：
nm vmlinux | grep -v '(compiled)|(.o$$)|( [aUw] )|(..ng$$)|(LASH[RL]DI)' | sort > System.map
在进行程序设计时，会命名一些变量名或函数名之类的符号。Linux内核是一个很复杂的代码块，有许许多多的全局符号， Linux内核不使用符号名，而是通过变量或函数的地址来识别变量或函数名，比如不是使用size_t BytesRead这样的符号，而是像c0343f20这样引用这个变量。 对于使用计算机的人来说，更喜欢使用那些像size_t BytesRead这样的名字，而不喜欢像c0343f20这样的名字。内核主要是用c写的，所以编译器/连接器允许我们编码时使用符号名，而内核运行时使用地址。 然而，在有的情况下，我们需要知道符号的地址，或者需要知道地址对应的符号，这由符号表来完成，符号表是所有符号连同它们的地址的列表。
Linux 符号表使用到2个文件： /proc/ksyms 、System.map 。/proc/ksyms是一个“proc file”，在内核引导时创建。实际上，它并不真正的是一个文件，它只不过是内核数据的表示，却给人们是一个磁盘文件的假象，这从它的文件大小是0可以看 出来。然而，System.map是存在于你的文件系统上的实际文件。当你编译一个新内核时，各个符号名的地址要发生变化，你的老的System.map 具有的是错误的符号信息，每次内核编译时产生一个新的System.map，你应当用新的System.map来取代老的System.map。
虽然内核本身并不真正使用System.map，但其它程序比如klogd， lsof和ps等软件需要一个正确的System.map。如果你使用错误的或没有System.map，klogd的输出将是不可靠的，这对于排除程序故障会带来困难。没有System.map，你可能会面临一些令人烦恼的提示信息。 另外少数驱动需要System.map来解析符号，没有为你当前运行的特定内核创建的System.map它们就不能正常工作。 Linux的内核日志守护进程klogd为了执行名称-地址解析，klogd需要使用System.map。System.map应当放在使用它的软件能够找到它的地方。执行：man klogd可知，如果没有将System.map作为一个变量的位置给klogd，那么它将按照下面的顺序，在三个地方查找System.map： /boot/System.map 、/System.map 、/usr/src/linux/System.map
System.map也有版本信息，klogd能够智能地查找正确的映象（map）文件。
makefile menuconfig过程讲解
当我们在执行make menuconfig这个命令时，系统到底帮我们做了哪些工作呢？这里面一共涉及到了一下几个文件我们来一一探讨
Linux内核根目录下的scripts文件夹
arch/$ARCH/Kconfig文件、各层目录下的Kconfig文件
Linux内核根目录下的makefile文件、各层目录下的makefile文件
Linux内核根目录下的的.config文件、arch/$ARCH/configs/下的文件
Linux内核根目录下的 include/generated/autoconf.h文件
1）scripts文件夹存放的是跟make menuconfig配置界面的图形绘制相关的文件，我们作为使用者无需关心这个文件夹的内容
2）当我们执行make menuconfig命令出现上述蓝色配置界面以前，系统帮我们做了以下工作：
首先系统会读取arch/$ARCH/目录下的Kconfig文件生成整个配置界面选项（Kconfig是整个linux配置机制的核心），那么ARCH环境变量的值等于多少呢？它是由linux内核根目录下的makefile文件决定的，在makefile下有此环境变量的定义：
SUBARCH := $(shell uname -m | sed -e s/i.86/i386/ -e s/sun4u/sparc64/ \
-e s/arm.*/arm/ -e s/sa110/arm/ \
-e s/s390x/s390/ -e s/parisc64/parisc/ \
-e s/ppc.*/powerpc/ -e s/mips.*/mips/ \
-e s/sh[234].*/sh/ )
..........
export KBUILD_BUILDHOST := $(SUBARCH)
ARCH ?= $(SUBARCH)
CROSS_COMPILE ?=
或者通过 make ARCH=arm menuconfig命令来生成配置界面
比如教务处进行考试，考试科数可能有外语、语文、数学等科，这里我们选择了arm科可进行考试，系统就会读取arm/arm/kconfig文件生成配置选项（选择了arm科的卷子），系统还提供了x86科、milps科等10几门功课的考试题
3）假设教务处比较“仁慈”，为了怕某些同学做错试题，还给我们准备了一份参考答案（默认配置选项），存放在arch/$ARCH/configs/目录下，对于arm科来说就是arch/arm/configs文件夹：

此文件夹中有许多选项，系统会读取哪个呢？内核默认会读取linux内核根目录下.config文件作为内核的默认选项（试题的参考答案），我们一般会根据开发板的类型从中选取一个与我们开发板最接近的系列到Linux内核根目录下（选择一个最接近的参考答案）
4).config
假设教务处留了一个心眼，他提供的参考答案并不完全正确（.config文件与我们的板子并不是完全匹配），这时我们可以选择直接修改.config文件然后执行make menuconfig命令读取新的选项。但是一般我们不采取这个方案，我们选择在配置界面中通过空格、esc、回车选择某些选项选中或者不选中，最后保存退出的时候，Linux内核会把新的选项（正确的参考答案）更新到.config中，此时我们可以把.config重命名为其它文件保存起来（当你执行make distclean时系统会把.config文件删除），以后我们再配置内核时就不需要再去arch/arm/configs下考取相应的文件了，省去了重新配置的麻烦，直接将保存的.config文件复制为.config即可.
5）经过以上两步，我们可以正确的读取、配置我们需要的界面了，那么他们如何跟makefile文件建立编译关系呢？当你保存make menuconfig选项时，系统会除了会自动更新.config外，还会将所有的选项以宏的形式保存在Linux内核根目录下的 include/generated/autoconf.h文件下

内核中的源代码就都会包含以上.h文件，跟宏的定义情况进行条件编译。
当我们需要对一个文件整体选择如是否编译时，还需要修改对应的makefile文件，例如：

我们选择是否要编译s3c2410_ts.c这个文件时，makefile会根据CONFIG_TOUCHSCREEN_S3C2410来决定是编译此文件，此宏是在Kconfig文件中定义，当我们配置完成后，会出现在.config及autconf中，至此，我们就完成了整个linux内核的编译过程。
最后我们会发现，整个linux内核配置过程中，留给用户的接口其实只有各层Kconfig、makefile文件以及对应的源文件。
比如我们如果想要给内核增加一个功能，并且通过make menuconfig控制其声称过程
首先需要做的工作是：修改对应目录下的Kconfig文件，按照Kconfig语法增加对应的选项；
其次执行make menuconfig选择编译进内核或者不编译进内核，或者编译为模块，.config文件和autoconf.h文件会自动生成；
最后修改对应目录下的makefile文件完成编译选项的添加；
最后的最后执行make命令进行编译。
Kconfig和Makefile
Linux内核源码树的每个目录下都有两个文档Kconfig和Makefile。分布到各目录的Kconfig构成了一个分布式的内核配置数据库，每个Kconfig分别描述了所属目录源文档相关的内核配置菜单。在执行内核配置make menuconfig时，从Kconfig中读出菜单，用户选择后保存到.config的内核配置文档中。在内核编译时，主Makefile调用这 个.config，就知道了用户的选择。这个内容说明了，Kconfig就是对应着内核的每级配置菜单。
假如要想添加新的驱动到内核的源码中，要修改Kconfig,这样就能够选择这个驱动，假如想使这个驱动被编译，则要修改Makefile。添加新 的驱动时需要修改的文档有两种（如果添加的只是文件，则只需修改当前层Kconfig和Makefile文件；如果添加的是目录，则需修改当前层和目录下 的共一对Kconfig和Makefile）Kconfig和Makefile。要想知道怎么修改这两种文档，就要知道两种文档的语法结构，Kconfig的语法参见参考文献《【linux-2.6.31】kbuild》。
Makefile 文件包含 5 部分:
Makefile 顶层的 Makefile
.config 内核配置文件
arch/$(ARCH)/Makefile 体系结构 Makefile
scripts/Makefile.* 适用于所有 kbuild Makefile 的通用规则等
kbuild Makefiles 大约有 500 个这样的文件
顶层 Makefile 读取内核配置操作产生的.config 文件，顶层 Makefile 构建两个主要的目标:vmlinux(内核映像)和 moles(所有模块文件)。它通过递归访问内核源码树下的子目录来构建这些目标。访问哪些子目录取决于内核配置。顶层 Makefile 包含一个体系结构 Makefile,由 arch/$(ARCH)/Makefile 指定。体系结构 Makefile 文件为顶层 Makefile 提供了特定体系结构的信息。每个子目录各有一个 kbuild文件和Makefile 文件来执行从上层传递下来的命令。kbuild和Makefile文件利用.config 文件中的信息来构造由 kbuild 构建内建或者模块对象使用的各种文件列表。scripts/Makefile.*包含所有的定义/规则,等等。这些信息用于使用 kbuild和 Makefile 文件来构建内核。Makefile的语法参见参考文献《【linux-2.6.31】kbuild》。

参考文献
【linux-2.6.31】内核编译指南.pdf
【linux-2.6.31】kbuild.pdf
Linker script in Linux.pdf
linux内核的配置机制及其编译过程
Linux内核编译过程详解
Linux Kconfig及Makefile学习

⑹ 什么叫虚拟机

什么是虚拟机？

虚拟机的概念比较宽泛，通常人们接触到的虚拟机概念有VMware那样的硬件模拟软件，也有JVM这样的介于硬件和编译程序之间的软件。这里所指的是后者。
虚拟机是一个抽象的计算机，和实际的计算机一样，具有一个指令集并使用不同的存储区域。它负责执行指令，还要管理数据、内存和寄存器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。

Java虚拟机

一、什么是Java虚拟机

Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。

1.为什么要使用Java虚拟机

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

2.谁需要了解Java虚拟机

Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外,如果你想扩展Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机。

3.Java虚拟机支持的数据类型

Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下:

byte://1字节有符号整数的补码
short://2字节有符号整数的补码
int://4字节有符号整数的补码
long://8字节有符号整数的补码
float://4字节IEEE754单精度浮点数
double://8字节IEEE754双精度浮点数
char://2字节无符号Unicode字符

几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记。操作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了操作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其操作数类型别是int、long、float和double。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令,包括integer返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行Java数值计算程序时,可能会非常慢。

虚拟机支持的其它数据类型包括:
object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用
returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令
注:Java数组被当作object处理。

虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据。用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定。Java虚拟机的实现应拒绝执行违反了类型规定的字节码程序。Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上。但是可以创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式。从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可
移植性。

二、Java虚拟机体系结构

Java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(Garbage-collected-heap)、一个方法区域。这五部分是Java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现。

1.Java指令集

Java虚拟机支持大约248个字节码。每个字节码执行一种基本的CPU运算,例如,把一个整数加到寄存器,子程序转移等。Java指令集相当于Java程序的汇编语言。
Java指令集中的指令包含一个单字节的操作符,用于指定要执行的操作,还有0个或多个操作数,提供操作所需的参数或数据。许多指令没有操作数,仅由一个单字节的操作符构成。

虚拟机的内层循环的执行过程如下:

do{
取一个操作符字节;
根据操作符的值执行一个动作;
}while(程序未结束)

由于指令系统的简单性,使得虚拟机执行的过程十分简单,从而有利于提高执行的效率。指令中操作数的数量和大小是由操作符决定的。如果操作数比一个字节大,那么它存储的顺序是高位字节优先。例如,一个16位的参数存放时占用两个字节,其值为:

第一个字节*256+第二个字节字节码指令流一般只是字节对齐的。指令tabltch和lookup是例外,在这两条指令内部要求强制的4字节边界对齐。

2.寄存器

Java虚拟机的寄存器用于保存机器的运行状态,与微处理器中的某些专用寄存器类似。

Java虚拟机的寄存器有四种:
pc:Java程序计数器。
optop:指向操作数栈顶端的指针。
frame:指向当前执行方法的执行环境的指针。
vars:指向当前执行方法的局部变量区第一个变量的指针。

Java虚拟机

Java虚拟机是栈式的,它不定义或使用寄存器来传递或接受参数,其目的是为了保证指令集的简洁性和实现时的高效性(特别是对于寄存器数目不多的处理器)。
所有寄存器都是32位的。

3.栈

Java虚拟机的栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区。

(1)局部变量区 每个Java方法使用一个固定大小的局部变量集。它们按照与vars寄存器的字偏移量来寻址。局部变量都是32位的。长整数和双精度浮点数占据了两个局部变量的空间,却按照第一个局部变量的索引来寻址。(例如,一个具有索引n的局部变量,如果是一个双精度浮点数,那么它实际占据了索引n和n+1所代表的存储空间。)虚拟机规范并不要求在局部变量中的64位的值是64位对齐的。虚拟机提供了把局部变量中的值装载到操作数栈的指令,也提供了把操作数栈中的值写入局部变量的指令。

(2)运行环境区 在运行环境中包含的信息用于动态链接,正常的方法返回以及异常传播。

·动态链接
运行环境包括对指向当前类和当前方法的解释器符号表的指针,用于支持方法代码的动态链接。方法的class文件代码在引用要调用的方法和要访问的变量时使用符号。动态链接把符号形式的方法调用翻译成实际方法调用,装载必要的类以解释还没有定义的符号,并把变量访问翻译成与这些变量运行时的存储结构相应的偏移地址。动态链接方法和变量使得方法中使用的其它类的变化不会影响到本程序的代码。

·正常的方法返回
如果当前方法正常地结束了,在执行了一条具有正确类型的返回指令时,调用的方法会得到一个返回值。执行环境在正常返回的情况下用于恢复调用者的寄存器,并把调用者的程序计数器增加一个恰当的数值,以跳过已执行过的方法调用指令,然后在调用者的执行环境中继续执行下去。

·异常和错误传播
异常情况在Java中被称作Error(错误)或Exception(异常),是Throwable类的子类,在程序中的原因是:①动态链接错,如无法找到所需的class文件。②运行时错,如对一个空指针的引用

·程序使用了throw语句。
当异常发生时,Java虚拟机采取如下措施:
·检查与当前方法相联系的catch子句表。每个catch子句包含其有效指令范围,能够处理的异常类型,以及处理异常的代码块地址。
·与异常相匹配的catch子句应该符合下面的条件:造成异常的指令在其指令范围之内,发生的异常类型是其能处理的异常类型的子类型。如果找到了匹配的catch子句,那么系统转移到指定的异常处理块处执行;如果没有找到异常处理块,重复寻找匹配的catch子句的过程,直到当前方法的所有嵌套的catch子句都被检查过。
·由于虚拟机从第一个匹配的catch子句处继续执行,所以catch子句表中的顺序是很重要的。因为Java代码是结构化的,因此总可以把某个方法的所有的异常处理器都按序排列到一个表中,对任意可能的程序计数器的值,都可以用线性的顺序找到合适的异常处理块,以处理在该程序计数器值下发生的异常情况。
·如果找不到匹配的catch子句,那么当前方法得到一个"未截获异常"的结果并返回到当前方法的调用者,好像异常刚刚在其调用者中发生一样。如果在调用者中仍然没有找到相应的异常处理块,那么这种错误传播将被继续下去。如果错误被传播到最顶层,那么系统将调用一个缺省的异常处理块。
(3)操作数栈区 机器指令只从操作数栈中取操作数,对它们进行操作,并把结果返回到栈中。选择栈结构的原因是:在只有少量寄存器或非通用寄存器的机器(如Intel486)上,也能够高效地模拟虚拟机的行为。操作数栈是32位的。它用于给方法传递参数,并从方法接收结果,也用于支持操作的参数,并保存操作的结果。例如,iadd指令将两个整数相加。相加的两个整数应该是操作数栈顶的两个字。这两个字是由先前的指令压进堆栈的。这两个整数将从堆栈弹出、相加,并把结果压回到操作数栈中。

每个原始数据类型都有专门的指令对它们进行必须的操作。每个操作数在栈中需要一个存储位置,除了long和double型,它们需要两个位置。操作数只能被适用于其类型的操作符所操作。例如,压入两个int类型的数,如果把它们当作是一个long类型的数则是非法的。在Sun的虚拟机实现中,这个限制由字节码验证器强制实行。但是,有少数操作(操作符pe和swap),用于对运行时数据区进行操作时是不考虑类型的。

4.无用单元收集堆

Java的堆是一个运行时数据区,类的实例(对象)从中分配空间。Java语言具有无用单元收集能力:它不给程序员显式释放对象的能力。Java不规定具体使用的无用单元收集算法,可以根据系统的需求使用各种各样的算法。

5.方法区

方法区与传统语言中的编译后代码或是Unix进程中的正文段类似。它保存方法代码(编译后的java代码)和符号表。在当前的Java实现中,方法代码不包括在无用单元收集堆中,但计划在将来的版本中实现。每个类文件包含了一个Java类或一个Java界面的编译后的代码。可以说类文件是Java语言的执行代码文件。为了保证类文件的平台无关性,Java虚拟机规范中对类文件的格式也作了详细的说明。其具体细节请参考Sun公司的Java虚拟机规范。

⑺ 如何在vm中运行opendaylight

安装OpenDayLight控制器可以从源码编译,也可以直接下载编译好的OpenDayLight

⑻ 自己可以编译安卓源码吗

用最新的Ubuntu 16.04,请首先确保自己已经安装了Git.没安装的同学可以通过以下命令进行安装:

sudo apt-get install git git config –global user.email “[email protected]” git config –global user.name “test”

其中[email protected]为你自己的邮箱.

简要说明

android源码编译的四个流程:1.源码下载;2.构建编译环境;3.编译源码;4运行.下文也将按照该流程讲述.

源码下载

由于某墙的原因,这里我们采用国内的镜像源进行下载.
目前,可用的镜像源一般是科大和清华的,具体使用差不多,这里我选择清华大学镜像进行说明.(参考:科大源,清华源)

repo工具下载及安装

通过执行以下命令实现repo工具的下载和安装

mkdir ~/binPATH=~/bin:$PATHcurl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repochmod a+x ~/bin/repo

补充说明
这里,我来简单的介绍下repo工具,我们知道AOSP项目由不同的子项目组成,为了方便进行管理,Google采用Git对AOSP项目进行多仓库管理.在聊repo工具之前,我先带你来聊聊多仓库项目:

我们有个非常庞大的项目Pre,该项目由很多个子项目R1,R2,...Rn等组成,为了方便管理和协同开发,我们为每个子项目创立自己的仓库,整个项目的结构如下:

这里写图片描述

执行完该命令后,再使用make命令继续编译.某些情况下,当你执行jack-admin kill-server时可能提示你命令不存在,此时去你去out/host/linux-x86/bin/目录下会发现不存在jack-admin文件.如果我是你,我就会重新repo sync下,然后从头来过.

错误三:使用emulator时,虚拟机停在黑屏界面,点击无任何响应.此时,可能是kerner内核问题,解决方法如下:
执行如下命令:

通过使用kernel-qemu-armv7内核 解决模拟器等待黑屏问题.而-partition-size 1024 则是解决警告: system partion siez adjusted to match image file (163 MB >66 MB)

如果你一开始编译的版本是aosp_arm-eng,使用上述命令仍然不能解决等待黑屏问题时,不妨编译aosp_arm64-eng试试.

结束吧

到现在为止,你已经了解了整个android编译的流程.除此之外,我也简单的说明android源码的多仓库管理机制.下面,不妨自己动手尝试一下.

⑼ 在新建虚拟机时出现问题

JConsole

JConsole 图形用户界面是一种符合 Java 管理扩展（JMX）规范的监视工具。JConsole 使用 Java 虚拟机 （Java VM） 的广泛检测来提供有关在 Java 平台上运行的应用程序的性能和资源消耗的信息。

使用方法 本地

• 使用jconsole命令：监视本地运行的所有 Java 应用程序，JConsole 可以连接到这些应用程序。

• 使用jconsole PID命令：监视指定PID的Java应用程序。

• 获取java PID的方法：通过任务管理器查看、通过Java提供的jps命令查看。远程

使用jsconsole hostName:portNum命令：hostName是运行应用程序的系统的名称，portNum是您在启动Java VM时启用 JMX 代理时指定的端口号。

使用service:jmx::命令：使用 JMX 服务 URL 进行连接。

内容分析

将 JConsole 连接到应用程序后，JConsole 由六个选项卡组成。

• 概述：显示有关 Java VM 和受监视值的概述信息。

• 内存：显示有关内存使用的信息。

• 线程：显示有关线程使用的信息。

• 类：显示有关类加载的信息。

• VM：显示有关 Java VM 的信息。

• MBeans：显示有关 MBeans 的信息。

• 组成部分 概览

显示有关 CPU 使用情况、内存使用情况、线程计数和在Java VM中加载的类的图形监视信息。

提供执行GC的操作，可以随时点击按钮进行垃圾回收

• 伊甸园空间（堆）：最初为大多数对象分配内存的池。

• 幸存者空间（堆）：包含在伊甸园空间垃圾回收中幸存下来的物体的池。

• 终身代（堆）：包含在幸存者空间中存在一段时间的对象的池。

• 永久生成（非堆）：包含虚拟机本身的所有反射数据的池，如类和方法对象。使用类数据共享的 Java VM，这一代分为只读和读写区域。

• 代码缓存（非堆）：HotSpotJava VM 还包括一个代码缓存，其中包含用于编译和存储本机代码的内存。

• 堆和非堆内存

Java VM管理两种类型的内存：堆内存和非堆内存，这两种内存都是在 Java VM 启动时创建的。

• 堆内存是Java VM为所有类实例和数组分配内存的运行时数据区域。堆的大小可能是固定的或可变的。垃圾回收器是一个自动内存管理系统，用于回收对象的堆内存。

• 非堆内存包括所有线程之间共享的方法区域和Java VM的内部处理或优化所需的内存。它存储每类结构，如运行时常量池、字段和方法数据，以及方法和构造函数的代码。方法区域在逻辑上是堆的一部分，但是，根据实现，Java VM 可能不会对它进行垃圾回收或压缩。与堆内存一样，方法区域可能为固定大小或可变大小。方法区域的内存不需要连续。

• 内存池和内存管理器

内存池和内存管理器是Java VM内存系统的关键方面。

• 内存池表示Java VM管理的内存区域。Java VM至少有一个内存池，它可能会在执行期间创建或删除内存池。内存池可以属于堆内存或非堆内存。

• 内存管理器管理一个或多个内存池。垃圾回收器是一种内存管理器，负责回收不可到达的对象使用的内存。Java VM可能具有一个或多个内存管理器。它可以在执行期间添加或删除内存管理器。内存池可以由多个内存管理器管理。

• 垃圾回收

垃圾回收 （GC） 是Java VM释放不再引用的对象占用的内存的方式。通常认为具有活动引用为"活动"且未引用（或无法访问）对象的对象为"已死"。垃圾回收是释放死对象使用的内存的过程。GC 使用的算法和参数对性能有显着影响。

Java hotspot VM垃圾回收器使用代数 GC。生成 GC 利用大多数程序符合以下概括的观察。

• 它们创建许多寿命较短的对象，例如迭代器和局部变量。

• 它们创建一些寿命很长的对象，例如高级持久对象。

• 线程

提供有关线程使用的信息。

• 查找监视器死锁线程：检测对象监视器锁上是否有任何线程死锁。此操作返回死锁线程指示的数组。

• getThreadInfo：返回线程信息。这包括线程当前被阻止的名称、堆栈跟踪和监视器锁（如果有）以及持有该锁的线程以及线程争用统计信息。

• 获取ThreadCpu时间：返回给定线程消耗的 CPU 时间

显示有关类加载的信息。

提供有关Java VM的信息。

以通用方式显示有关在平台 MBean 服务器注册的所有 MBeans 的信息。MBeans 选项卡允许您访问平台 MXBean 检测的完整集，包括在其他选项卡中不可见的仪器。此外，您还可以使用 MBeans 选项卡监视和管理应用程序的 MBeans。

列出目标系统上已检测的 Java 虚拟机 （JVM）。

监视 Java 虚拟机 （JVM） 统计信息。

对Java应用程序的资源和性能进行实时的命令行的监控，包括了对Heap size和垃圾回收状况的监控。

命令格式

jstat [-option] [PID]


option参数

• class：显示有关类加载器行为的统计信息。

• compiler：显示有关Java HotSpot VM实时编译器行为的统计信息。

• gc：显示有关垃圾回收堆行为的统计信息。

• gccapacity：显示有关几代人容量及其相应空间的统计信息。

• gccause：显示有关垃圾回收统计信息（与 相同）的摘要，以及最后和当前（如果适用）垃圾回收事件的原因。-gcutil

• gcnew：显示新一代行为的统计信息。

• gcnewcapacity：显示有关新一代大小及其相应空间的统计信息。

• gcold：显示有关旧一代和元空间统计信息行为的统计信息。

• gcoldcapacity：显示有关旧一代大小的统计信息。

• gcmetacapacity：显示有关元空间大小的统计信息。

• gcutil：显示有关垃圾回收统计信息的摘要。

• printcompilation：显示 Java 热点 VM 编译方法统计信息。

1.jstat –class: 显示加载class的数量，及所占空间等信息。

2.jstat -compiler显示VM实时编译的数量等信息。

3.jstat -gc: 可以显示gc的信息，查看gc的次数，及时间。

4.jstat -gccapacity:可以显示，VM内存中三代（young,old,perm）对象的使用和占用大小

5.jstat -gcutil:统计gc信息

6.jstat -gcnew:年轻代对象的信息。

7.jstat -gcnewcapacity: 年轻代对象的信息及其占用量。

8.jstat -gcold：old代对象的信息。

9.jstat -gcoldcapacity: old代对象的信息及其占用量。

10.jstat -gcpermcapacity: perm对象的信息及其占用量。

11.jstat -printcompilation：当前VM执行的信息。

监视 Java 虚拟机 （JVM），并使远程监视工具能够连接到 JVM

命令格式

jstatd -[option]


option

• -nr当找不到现有的RMI注册表时，不尝试使用jstatd进程创建一个内部的RMI注册表。

• -p port在指定的端口查找RMI注册表。如果没有找到，并且没有指定-nr选项，则在该端口自行创建一个内部的RMI注册表。

• -n rminameRMI注册表中绑定的RMI远程对象的名称。默认的名称为JStatRemoteHost。如果多个jstatd服务器在同一主机上运行，你可以通过指定该选项来让每个服务器导出的RMI对象具有唯一的名称。不管如何，这样做需要将唯一的服务器名称包含进监控客户端的hostid和vmid字符串中。

• -Joption将选项参数传递给被javac调用的java启动程序。例如，-J-Xms48m设置启动内存为48 MB。使用-J将选项参数传递给执行Java应用程序的底层虚拟机，这是一种常见惯例。

使用方法

1.在jdk的bin目录下创建文件jstatd.all.policy

2.写入下面的安全配置

grant codebase "file:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.191.b12-1.el7_6.x86_64/lib/tools.jar" {
permission java.security.AllPermission;
#此处写绝对路径，主要是防止路径错误问题，排查问题，应该写成相对路径


3.启动jstatd

./jstatd -J-Djava.security.policy=jstatd.all.policy -J-Djava.rmi.server.hostname=x.x.x.x &


4.使用jvisualvm工具远程连接，进行监控

jvisualvm

VisualVM，能够监控线程，内存情况，查看方法的CPU时间和内存中的对 象，已被GC的对象，反向查看分配的堆栈(如100个String对象分别由哪几个对象分配出来的).

同时他还提供很多插件可以自己安装，是一款不错的监控分析工具。

故障排除工具 JInfo

可以用来查看正在运行的 java 应用程序的扩展参数，包括Java System属性和JVM命令行参数；也可以动态的修改正在运行的 JVM 一些参数。当系统崩溃时，jinfo可以从core文件里面知道崩溃的Java应用程序的配置信息

命令格式

参数说明

• pid对应jvm的进程id

• executable core产生core mp文件

• [server-id@]remote server IP or hostname远程的ip或者hostname，server-id标记服务的唯一性id

option

• no option输出全部的参数和系统属性

• -flag name输出对应名称的参数

• -flag [+|-]name开启或者关闭对应名称的参数

• -flag name=value设定对应名称的参数

• -flags输出全部的参数

• -sysprops输出系统属性

Javacore 概述

Javacore，也可以称为“threadmp”或是“javamp”，它是 Java 提供的一种诊断特性，能够提供一份可读的当前运行的 JVM 中线程使用情况的快照。即在某个特定时刻，JVM 中有哪些线程在运行，每个线程执行到哪一个类，哪一个方法。应用程序如果出现不可恢复的错误或是内存泄露，就会自动触发 Javacore 的生成。

使用方法

1.jinfo pid：输出当前 jvm 进程的全部参数和系统属性

2.jinfo -flag name pid：输出对应名称的参数使用该命令，可以查看指定的 jvm 参数的值。如：查看当前 jvm 进程是否开启打印 GC 日志。

3.jinfo -flag [+|-]name pid：开启或者关闭对应名称的参数

使用 jinfo 可以在不重启虚拟机的情况下，可以动态的修改 jvm 的参数。尤其在线上的环境特别有用。

4.jinfo -flag name=value pid：修改指定参数的值。

• 注意：jinfo虽然可以在java程序运行时动态地修改虚拟机参数，但并不是所有的参数都支持动态修改

5.jinfo -flags pid：输出全部的参数

6.jinfo -sysprops pid：输出当前 jvm 进行的全部的系统属性

jhat

主要是用来分析java堆的命令，可以将堆中的对象以html的形式显示出来，包括对象的数量，大小等等，并支持对象查询语言。

1.使用jmap命令导出堆文件jmap -mp:live,file=a.log pid


也可以使用下面方式导出堆文件

1、使用jconsole选项通过HotSpotDiagnosticMXBean从运行时获得堆转储（生成mp文件）、

2、虚拟机启动时如果指定了-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError选项, 则在抛出OutOfMemoryError时, 会自动执行堆转储。

3、使用hprof命令

2.使用jhat分析堆文件jhat -J-Xmx512M a1.log
3.查看分析的html页面

http://ip:7000/jhat中的OQL（对象查询语言）

如果需要根据某些条件来过滤或查询堆的对象，这是可能的，可以在jhat的html页面中执行OQL，来查询符合条件的对象

基本语法：

select
[from [instanceof] ]
[where ]


解释：

(1)class name是java类的完全限定名，如：java.lang.String,java.util.ArrayList, C是char数组,java.io.File是java.io.File[]

(2)类的完全限定名不足以唯一的辨识一个类，因为不同的ClassLoader载入的相同的类，它们在jvm中是不同类型的

(3)instanceof表示也查询某一个类的子类，如果不明确instanceof，则只精确查询class name指定的类

(4)from和where子句都是可选的

(5)java域表示：obj.field_name；java数组表示：array[index]

举例：

（1）查询长度大于100的字符串

select s from java.lang.String s where s.count > 100


（2）查询长度大于256的数组

select a from [I a where a.length > 256


（3）显示匹配某一正则表达式的字符串

select a.value.toString() from java.lang.String s where /java/(s.value.toString())


（4）显示所有文件对象的文件路径

select file.path.value.toString() from java.io.File file


（5）显示所有ClassLoader的类名

select classof(cl).name from instanceof java.lang.ClassLoader cl


（6）通过引用查询对象

select o from instanceof 0xd404d404 o


built-in对象 -- heap

(1)heap.findClass(class name) -- 找到类

select heap.findClass("java.lang.String").superclass


(2)heap.findObject(object id) -- 找到对象

select heap.findObject("0xd404d404")


(3)heap.classes -- 所有类的枚举

select heap.classes


(4)heap.objects -- 所有对象的枚举

select heap.objects("java.lang.String")


(5)heap.finalizables -- 等待垃圾收集的java对象的枚举

(6)heap.livepaths -- 某一对象存活路径

select heaplivepaths(s) from java.lang.String s


(7)heap.roots -- 堆根集的枚举

辨识对象的函数

(1)classof(class name) -- 返回java对象的类对象

select classof(cl).name from instanceof java.lang.ClassLoader cl


(2)identical(object1,object2) -- 返回是否两个对象是同一个实例

select identical(heap.findClass("java.lang.String").name, heap.findClass("java.lang.String").name)


(3)objectid(object) -- 返回对象的id

select objectid(s) from java.lang.String s


(4)reachables -- 返回可从对象可到达的对象

select reachables(p) from java.util.Properties p -- 查询从Properties对象可到达的对象
select reachables(u, "java.net.URL.handler") from java.net.URL u -- 查询从URL对象可到达的对象，但不包括从URL.handler可到达的对象


(5)referrers(object) -- 返回引用某一对象的对象

select referrers(s) from java.lang.String s where s.count > 100


(6)referees(object) -- 返回某一对象引用的对象

select referees(s) from java.lang.String s where s.count > 100


(7)refers(object1,object2) -- 返回是否第一个对象引用第二个对象

select refers(heap.findObject("0xd4d4d4d4"),heap.findObject("0xe4e4e4e4"))


(8)root(object) -- 返回是否对象是根集的成员

select root(heap.findObject("0xd4d4d4d4"))


(9)sizeof(object) -- 返回对象的大小

select sizeof(o) from [I o


(10)toHtml(object) -- 返回对象的html格式

select "+ toHtml(o) + "" from java.lang.Object o


(11)选择多值

select {name:t.name?t.name.toString():"null",thread:t} from instanceof java.lang.Thread t


数组、迭代器等函数

(1)concat(enumeration1,enumeration2) -- 将数组或枚举进行连接

select concat(referrers(p),referrers(p)) from java.util.Properties p


(2)contains(array, expression) -- 数组中元素是否满足某表达式

select p from java.util.Properties where contains(referres(p), "classof(it).name == 'java.lang.Class'")


返回由java.lang.Class引用的java.util.Properties对象

• built-in变量

• it -- 当前的迭代元素

• index -- 当前迭代元素的索引

• array -- 被迭代的数组

(3)count(array, expression) -- 满足某一条件的元素的数量

select count(heap.classes(), "/java.io./(it.name)")


(4)filter(array, expression) -- 过滤出满足某一条件的元素

select filter(heap.classes(), "/java.io./(it.name)")


(5)length(array) -- 返回数组长度

select length(heap.classes())


(6)map(array,expression) -- 根据表达式对数组中的元素进行转换映射

select map(heap.classes(),"index + '-->' + toHtml(it)")


(7)max(array,expression) -- 最大值, min(array,expression)

select max(heap.objects("java.lang.String"),"lhs.count>rhs.count")


• built-in变量

• lhs -- 左边元素

• rhs -- 右边元素

(8)sort(array,expression) -- 排序

select sort(heap.objects('[C'),'sizeof(lhs)-sizeof(rhs)')


(9)sum(array,expression) -- 求和

select sum(heap.objects('[C'),'sizeof(it)')


(10)toArray(array) -- 返回数组

(11)unique(array) -- 唯一化数组

jmap

打印进程、核心文件或远程调试服务器的共享对象内存映射或堆内存详细信息。

jmap [option]
(to connect to running process) 连接到正在运行的进程

jmap [option]
(to connect to a core file) 连接到核心文件

jmap [option] [server_id@]
(to connect to remote debug server) 连接到远程调试服务


option

• pid:目标进程的PID，进程编号，可以采用ps -ef | grep java查看java进程的PID;

• executable:产生core mp的java可执行程序;

• core:将被打印信息的core mp文件;

• remote-hostname-or-IP:远程debug服务的主机名或ip;

• server-id:唯一id，假如一台主机上多个远程debug服务;

使用方法

• jmap -mp:[live,]format=b,file= PID：使用hprof二进制形式，输出jvm的heap内容到文件

• jmap -finalizerinfo PID：打印正等候回收的对象的信息

• jmap -heap PID：打印heap的概要信息，GC使用的算法，heap（堆）的配置及JVM堆内存的使用情况。

• jmap -histo:live PID：打印每个class的实例数目,内存占用,类全名信息。VM的内部类名字开头会加上前缀”*”. 如果live子参数加上后,只统计活的对象数量.

• jmap -permstat PID：打印classload和jvm heap长久层的信息. 包含每个classloader的名字、活泼性、地址、父classloader和加载的class数量。另外，内部String的数量和占用内存数也会打印出来。

• -F强迫.在pid没有相应的时候使用-mp或者-histo参数。在这个模式下，live子参数无效。

• -h | -help打印辅助信息

• -J传递参数给jmap启动的jvm.

• jstack

jstack命令主要用于调试java程序运行过程中的线程堆栈信息，可以用于检测死锁，进程耗用cpu过高报警问题的排查。jstack命令会打印出所有的线程，包括用户自己启动的线程和jvm后台线程。

命令格式

jstack -[option] pid


option

• -F强制mp线程堆栈信息. 用于进程hung住，jstack命令没有响应的情况

• -m同时打印java和本地(native)线程栈信息，m是mixed mode的简写

• -l打印锁的额外信

• 作者：楚瑞涛 https://blog.csdn.net/cong____cong/article/details/106349866

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⑽ 关于虚拟机的事!!

什么是虚拟机？

虚拟机的概念比较宽泛，通常人们接触到的虚拟机概念有VMware那样的硬件模拟软件，也有JVM这样的介于硬件和编译程序之间的软件。这里所指的是后者。
虚拟机是一个抽象的计算机，和实际的计算机一样，具有一个指令集并使用不同的存储区域。它负责执行指令，还要管理数据、内存和寄存器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。

Java虚拟机

一、什么是Java虚拟机

Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。

1.为什么要使用Java虚拟机

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

2.谁需要了解Java虚拟机

Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外,如果你想扩展Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机。

3.Java虚拟机支持的数据类型

Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下:

byte://1字节有符号整数的补码
short://2字节有符号整数的补码
int://4字节有符号整数的补码
long://8字节有符号整数的补码
float://4字节IEEE754单精度浮点数
double://8字节IEEE754双精度浮点数
char://2字节无符号Unicode字符

几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记。操作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了操作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其操作数类型别是int、long、float和double。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令,包括integer返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行Java数值计算程序时,可能会非常慢。

虚拟机支持的其它数据类型包括:
object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用
returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令
注:Java数组被当作object处理。

虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据。用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定。Java虚拟机的实现应拒绝执行违反了类型规定的字节码程序。Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上。但是可以创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式。从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可
移植性。

二、Java虚拟机体系结构

Java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(Garbage-collected-heap)、一个方法区域。这五部分是Java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现。

1.Java指令集

Java虚拟机支持大约248个字节码。每个字节码执行一种基本的CPU运算,例如,把一个整数加到寄存器,子程序转移等。Java指令集相当于Java程序的汇编语言。
Java指令集中的指令包含一个单字节的操作符,用于指定要执行的操作,还有0个或多个操作数,提供操作所需的参数或数据。许多指令没有操作数,仅由一个单字节的操作符构成。

虚拟机的内层循环的执行过程如下:

do{
取一个操作符字节;
根据操作符的值执行一个动作;
}while(程序未结束)

由于指令系统的简单性,使得虚拟机执行的过程十分简单,从而有利于提高执行的效率。指令中操作数的数量和大小是由操作符决定的。如果操作数比一个字节大,那么它存储的顺序是高位字节优先。例如,一个16位的参数存放时占用两个字节,其值为:

第一个字节*256+第二个字节字节码指令流一般只是字节对齐的。指令tabltch和lookup是例外,在这两条指令内部要求强制的4字节边界对齐。

2.寄存器

Java虚拟机的寄存器用于保存机器的运行状态,与微处理器中的某些专用寄存器类似。

Java虚拟机的寄存器有四种:
pc:Java程序计数器。
optop:指向操作数栈顶端的指针。
frame:指向当前执行方法的执行环境的指针。
vars:指向当前执行方法的局部变量区第一个变量的指针。

Java虚拟机

Java虚拟机是栈式的,它不定义或使用寄存器来传递或接受参数,其目的是为了保证指令集的简洁性和实现时的高效性(特别是对于寄存器数目不多的处理器)。
所有寄存器都是32位的。

3.栈

Java虚拟机的栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区。

(1)局部变量区 每个Java方法使用一个固定大小的局部变量集。它们按照与vars寄存器的字偏移量来寻址。局部变量都是32位的。长整数和双精度浮点数占据了两个局部变量的空间,却按照第一个局部变量的索引来寻址。(例如,一个具有索引n的局部变量,如果是一个双精度浮点数,那么它实际占据了索引n和n+1所代表的存储空间。)虚拟机规范并不要求在局部变量中的64位的值是64位对齐的。虚拟机提供了把局部变量中的值装载到操作数栈的指令,也提供了把操作数栈中的值写入局部变量的指令。

(2)运行环境区 在运行环境中包含的信息用于动态链接,正常的方法返回以及异常传播。

·动态链接
运行环境包括对指向当前类和当前方法的解释器符号表的指针,用于支持方法代码的动态链接。方法的class文件代码在引用要调用的方法和要访问的变量时使用符号。动态链接把符号形式的方法调用翻译成实际方法调用,装载必要的类以解释还没有定义的符号,并把变量访问翻译成与这些变量运行时的存储结构相应的偏移地址。动态链接方法和变量使得方法中使用的其它类的变化不会影响到本程序的代码。

·正常的方法返回
如果当前方法正常地结束了,在执行了一条具有正确类型的返回指令时,调用的方法会得到一个返回值。执行环境在正常返回的情况下用于恢复调用者的寄存器,并把调用者的程序计数器增加一个恰当的数值,以跳过已执行过的方法调用指令,然后在调用者的执行环境中继续执行下去。

·异常和错误传播
异常情况在Java中被称作Error(错误)或Exception(异常),是Throwable类的子类,在程序中的原因是:①动态链接错,如无法找到所需的class文件。②运行时错,如对一个空指针的引用

·程序使用了throw语句。
当异常发生时,Java虚拟机采取如下措施:
·检查与当前方法相联系的catch子句表。每个catch子句包含其有效指令范围,能够处理的异常类型,以及处理异常的代码块地址。
·与异常相匹配的catch子句应该符合下面的条件:造成异常的指令在其指令范围之内,发生的异常类型是其能处理的异常类型的子类型。如果找到了匹配的catch子句,那么系统转移到指定的异常处理块处执行;如果没有找到异常处理块,重复寻找匹配的catch子句的过程,直到当前方法的所有嵌套的catch子句都被检查过。
·由于虚拟机从第一个匹配的catch子句处继续执行,所以catch子句表中的顺序是很重要的。因为Java代码是结构化的,因此总可以把某个方法的所有的异常处理器都按序排列到一个表中,对任意可能的程序计数器的值,都可以用线性的顺序找到合适的异常处理块,以处理在该程序计数器值下发生的异常情况。
·如果找不到匹配的catch子句,那么当前方法得到一个"未截获异常"的结果并返回到当前方法的调用者,好像异常刚刚在其调用者中发生一样。如果在调用者中仍然没有找到相应的异常处理块,那么这种错误传播将被继续下去。如果错误被传播到最顶层,那么系统将调用一个缺省的异常处理块。
(3)操作数栈区 机器指令只从操作数栈中取操作数,对它们进行操作,并把结果返回到栈中。选择栈结构的原因是:在只有少量寄存器或非通用寄存器的机器(如Intel486)上,也能够高效地模拟虚拟机的行为。操作数栈是32位的。它用于给方法传递参数,并从方法接收结果,也用于支持操作的参数,并保存操作的结果。例如,iadd指令将两个整数相加。相加的两个整数应该是操作数栈顶的两个字。这两个字是由先前的指令压进堆栈的。这两个整数将从堆栈弹出、相加,并把结果压回到操作数栈中。

每个原始数据类型都有专门的指令对它们进行必须的操作。每个操作数在栈中需要一个存储位置,除了long和double型,它们需要两个位置。操作数只能被适用于其类型的操作符所操作。例如,压入两个int类型的数,如果把它们当作是一个long类型的数则是非法的。在Sun的虚拟机实现中,这个限制由字节码验证器强制实行。但是,有少数操作(操作符pe和swap),用于对运行时数据区进行操作时是不考虑类型的。

4.无用单元收集堆

Java的堆是一个运行时数据区,类的实例(对象)从中分配空间。Java语言具有无用单元收集能力:它不给程序员显式释放对象的能力。Java不规定具体使用的无用单元收集算法,可以根据系统的需求使用各种各样的算法。

5.方法区

方法区与传统语言中的编译后代码或是Unix进程中的正文段类似。它保存方法代码(编译后的java代码)和符号表。在当前的Java实现中,方法代码不包括在无用单元收集堆中,但计划在将来的版本中实现。每个类文件包含了一个Java类或一个Java界面的编译后的代码。可以说类文件是Java语言的执行代码文件。为了保证类文件的平台无关性,Java虚拟机规范中对类文件的格式也作了详细的说明。其具体细节请参考Sun公司的Java虚拟机规范。
回答者： 笑叹沧桑 - 举人 四级 12-15 22:27

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虚拟机的概念比较宽泛，通常人们接触到的虚拟机概念有VMware那样的硬件模拟软件，也有JVM这样的介于硬件和编译程序之间的软件。这里所指的是后者。
虚拟机是一个抽象的计算机，和实际的计算机一样，具有一个指令集并使用不同的存储区域。它负责执行指令，还要管理数据、内存和寄存器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。

Java虚拟机

一、什么是Java虚拟机

Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。

1.为什么要使用Java虚拟机

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

2.谁需要了解Java虚拟机

Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外,如果你想扩展Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机。

3.Java虚拟机支持的数据类型

Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下:

byte://1字节有符号整数的补码
short://2字节有符号整数的补码
int://4字节有符号整数的补码
long://8字节有符号整数的补码
float://4字节IEEE754单精度浮点数
double://8字节IEEE754双精度浮点数
char://2字节无符号Unicode字符

几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记。操作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了操作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其操作数类型别是int、long、float和double。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令,包括integer返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行Java数值计算程序时,可能会非常慢。

虚拟机支持的其它数据类型包括:
object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用
returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令
注:Java数组被当作object处理。

虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据。用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定。Java虚拟机的实现应拒绝执行违反了类型规定的字节码程序。Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上。但是可以创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式。从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可
移植性。

二、Java虚拟机体系结构

Java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(Garbage-collected-heap)、一个方法区域。这五部分是Java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现。

1.Java指令集

Java虚拟机支持大约248个字节码。每个字节码执行一种基本的CPU运算,例如,把一个整数加到寄存器,子程序转移等。Java指令集相当于Java程序的汇编语言。
Java指令集中的指令包含一个单字节的操作符,用于指定要执行的操作,还有0个或多个操作数,提供操作所需的参数或数据。许多指令没有操作数,仅由一个单字节的操作符构成。

虚拟机的内层循环的执行过程如下:

do{
取一个操作符字节;
根据操作符的值执行一个动作;
}while(程序未结束)

由于指令系统的简单性,使得虚拟机执行的过程十分简单,从而有利于提高执行的效率。指令中操作数的数量和大小是由操作符决定的。如果操作数比一个字节大,那么它存储的顺序是高位字节优先。例如,一个16位的参数存放时占用两个字节,其值为:

第一个字节*256+第二个字节字节码指令流一般只是字节对齐的。指令tabltch和lookup是例外,在这两条指令内部要求强制的4字节边界对齐。

2.寄存器

Java虚拟机的寄存器用于保存机器的运行状态,与微处理器中的某些专用寄存器类似。

Java虚拟机的寄存器有四种:
pc:Java程序计数器。
optop:指向操作数栈顶端的指针。
frame:指向当前执行方法的执行环境的指针。
vars:指向当前执行方法的局部变量区第一个变量的指针。

Java虚拟机

Java虚拟机是栈式的,它不定义或使用寄存器来传递或接受参数,其目的是为了保证指令集的简洁性和实现时的高效性(特别是对于寄存器数目不多的处理器)。
所有寄存器都是32位的。

3.栈

Java虚拟机的栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区。

(1)局部变量区 每个Java方法使用一个固定大小的局部变量集。它们按照与vars寄存器的字偏移量来寻址。局部变量都是32位的。长整数和双精度浮点数占据了两个局部变量的空间,却按照第一个局部变量的索引来寻址。(例如,一个具有索引n的局部变量,如果是一个双精度浮点数,那么它实际占据了索引n和n+1所代表的存储空间。)虚拟机规范并不要求在局部变量中的64位的值是64位对齐的。虚拟机提供了把局部变量中的值装载到操作数栈的指令,也提供了把操作数栈中的值写入局部变量的指令。

(2)运行环境区 在运行环境中包含的信息用于动态链接,正常的方法返回以及异常传播。

·动态链接
运行环境包括对指向当前类和当前方法的解释器符号表的指针,用于支持方法代码的动态链接。方法的class文件代码在引用要调用的方法和要访问的变量时使用符号。动态链接把符号形式的方法调用翻译成实际方法调用,装载必要的类以解释还没有定义的符号,并把变量访问翻译成与这些变量运行时的存储结构相应的偏移地址。动态链接方法和变量使得方法中使用的其它类的变化不会影响到本程序的代码。

·正常的方法返回
如果当前方法正常地结束了,在执行了一条具有正确类型的返回指令时,调用的方法会得到一个返回值。执行环境在正常返回的情况下用于恢复调用者的寄存器,并把调用者的程序计数器增加一个恰当的数值,以跳过已执行过的方法调用指令,然后在调用者的执行环境中继续执行下去。

·异常和错误传播
异常情况在Java中被称作Error(错误)或Exception(异常),是Throwable类的子类,在程序中的原因是:①动态链接错,如无法找到所需的class文件。②运行时错,如对一个空指针的引用

·程序使用了throw语句。
当异常发生时,Java虚拟机采取如下措施:
·检查与当前方法相联系的catch子句表。每个catch子句包含其有效指令范围,能够处理的异常类型,以及处理异常的代码块地址。
·与异常相匹配的catch子句应该符合下面的条件:造成异常的指令在其指令范围之内,发生的异常类型是其能处理的异常类型的子类型。如果找到了匹配的catch子句,那么系统转移到指定的异常处理块处执行;如果没有找到异常处理块,重复寻找匹配的catch子句的过程,直到当前方法的所有嵌套的catch子句都被检查过。
·由于虚拟机从第一个匹配的catch子句处继续执行,所以catch子句表中的顺序是很重要的。因为Java代码是结构化的,因此总可以把某个方法的所有的异常处理器都按序排列到一个表中,对任意可能的程序计数器的值,都可以用线性的顺序找到合适的异常处理块,以处理在该程序计数器值下发生的异常情况。
·如果找不到匹配的catch子句,那么当前方法得到一个"未截获异常"的结果并返回到当前方法的调用者,好像异常刚刚在其调用者中发生一样。如果在调用者中仍然没有找到相应的异常处理块,那么这种错误传播将被继续下去。如果错误被传播到最顶层,那么系统将调用一个缺省的异常处理块。
(3)操作数栈区 机器指令只从操作数栈中取操作数,对它们进行操作,并把结果返回到栈中。选择栈结构的原因是:在只有少量寄存器或非通用寄存器的机器(如Intel486)上,也能够高效地模拟虚拟机的行为。操作数栈是32位的。它用于给方法传递参数,并从方法接收结果,也用于支持操作的参数,并保存操作的结果。例如,iadd指令将两个整数相加。相加的两个整数应该是操作数栈顶的两个字。这两个字是由先前的指令压进堆栈的。这两个整数将从堆栈弹出、相加,并把结果压回到操作数栈中。

每个原始数据类型都有专门的指令对它们进行必须的操作。每个操作数在栈中需要一个存储位置,除了long和double型,它们需要两个位置。操作数只能被适用于其类型的操作符所操作。例如,压入两个int类型的数,如果把它们当作是一个long类型的数则是非法的。在Sun的虚拟机实现中,这个限制由字节码验证器强制实行。但是,有少数操作(操作符pe和swap),用于对运行时数据区进行操作时是不考虑类型的。

4.无用单元收集堆

Java的堆是一个运行时数据区,类的实例(对象)从中分配空间。Java语言具有无用单元收集能力:它不给程序员显式释放对象的能力。Java不规定具体使用的无用单元收集算法,可以根据系统的需求使用各种各样的算法。

5.方法区

方法区与传统语言中的编译后代码或是Unix进程中的正文段类似。它保存方法代码(编译后的java代码)和符号表。在当前的Java实现中,方法代码不包括在无用单元收集堆中,但计划在将来的版本中实现。每个类文件包含了一个Java类或一个Java界面的编译后的代码。可以说类文件是Java语言的执行代码文件。为了保证类文件的平台无关性,Java虚拟机规范中对类文件的格式也作了详细的说明。其具体细节请参考Sun