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周伟 0f006e4e9b add
2022-05-11 18:57:05 +08:00

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</li>
<li>
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</li>
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<li>
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<li>
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<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
<li>
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</li>
</ul>
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<div class="book-post">
<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>02 环境准备：千里之行，始于足下</h1>
<p>Java 语言编写代码非常简单，也很容易入门，非常适合开发各种企业级应用和业务系统。一个众所周知的事实是： 用起来越简单的系统， 其背后的原理和实现就越复杂。道理很容易理解， 系统的内部实现考虑了各种极端的情况，对用户屏蔽了各种复杂性。作为支撑庞大的 Java 生态系统的基石， JVM 内部实现是非常复杂的。据统计，OpenJDK 的实现代码已经超过 1000 万行。</p>
<p>JVM 难不难? 自然是 “难者不会，会者不难”。万丈高楼平地起， 没有掌握一定的基础知识， 学过的各种原理，了解相关技巧，也就会出现转眼即忘，书到用时方恨少的情况。</p>
<p>掌握好基础知识，学而时习之，经常使用各种工具并熟练运用，自然就能深入掌握一门技能。理论结合实践，掌握 JVM 相关知识，熟练各种工具的使用，是 Java 工程师职业进阶中不可或缺的。学就要学会理论，掌握实现原理。 理解了 Java 标准平台的 JVM，举一反三，稍微变通一下，碰到 Android 的 ART， Go 的虚拟机，以及各种语言的垃圾收集实现，都会很容易理解。</p>
<h3>1.1 JDK、JRE、JVM 的关系</h3>
<p><strong>JDK</strong></p>
<p>JDK（Java Development Kit） 是用于开发 Java 应用程序的软件开发工具集合，包括了 Java 运行时的环境（JRE）、解释器（Java）、编译器（javac）、Java 归档（jar）、文档生成器（Javadoc）等工具。简单的说我们要开发 Java 程序，就需要安装某个版本的 JDK 工具包。</p>
<p><strong>JRE</strong></p>
<p>JRE（Java Runtime Enviroment ）提供 Java 应用程序执行时所需的环境，由 Java 虚拟机（JVM）、核心类、支持文件等组成。简单的说，我们要是想在某个机器上运行 Java 程序，可以安装 JDK，也可以只安装 JRE，后者体积比较小。</p>
<p><strong>JVM</strong></p>
<p>Java Virtual Machine（Java 虚拟机）有三层含义，分别是：</p>
<ul>
<li>JVM规范要求；</li>
<li>满足 JVM 规范要求的一种具体实现（一种计算机程序）；</li>
<li>一个 JVM 运行实例，在命令提示符下编写 Java 命令以运行 Java 类时，都会创建一个 JVM 实例，我们下面如果只记到 JVM 则指的是这个含义；如果我们带上了某种 JVM 的名称，比如说是 Zing JVM，则表示上面第二种含义。</li>
</ul>
<p><strong>JDK 与 JRE、JVM 之间的关系</strong></p>
<p>就范围来说，JDK &gt; JRE &gt; JVM：</p>
<ul>
<li>JDK = JRE + 开发工具</li>
<li>JRE = JVM + 类库</li>
</ul>
<p><img src="assets/alvxv.png" alt="0.18346271077222331.png" /></p>
<p>三者在开发运行 Java 程序时的交互关系：</p>
<p>简单的说，就是通过 JDK 开发的程序，编译以后，可以打包分发给其他装有 JRE 的机器上去运行。而运行的程序，则是通过 Java 命令启动的一个 JVM 实例，代码逻辑的执行都运行在这个 JVM 实例上。</p>
<p><img src="assets/mbl7s.png" alt="0.9484384203409852.png" /></p>
<p>Java 程序的开发运行过程为：</p>
<p>我们利用 JDK （调用 Java API）开发 Java 程序，编译成字节码或者打包程序。然后可以用 JRE 则启动一个 JVM 实例，加载、验证、执行 Java 字节码以及依赖库，运行 Java 程序。而 JVM 将程序和依赖库的 Java 字节码解析并变成本地代码执行，产生结果。</p>
<h3>1.2 JDK 的发展过程与版本变迁</h3>
<p>说了这么多 JDK 相关的概念，我们再来看一下 JDK 的发展过程。 <strong>JDK 版本列表</strong></p>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="left">JDK版本</th>
<th align="left">发布时间</th>
<th align="left">代号</th>
<th align="left">备注</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">1</td>
<td align="left">1996年1月23日</td>
<td align="left">Oak(橡树)</td>
<td align="left">初代版本，伟大的一个里程碑，但是是纯解释运行，使用JIT，性能比较差，速度慢</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">1.1</td>
<td align="left">1997年2月19日</td>
<td align="left">Sparkler(宝石)</td>
<td align="left">JDBC、支持内部类、RMI、反射等等</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">1.2</td>
<td align="left">1998年12月8日</td>
<td align="left">Playground(操场)</td>
<td align="left">集合框架、JIT等等</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">1.3</td>
<td align="left">2000年5月8日</td>
<td align="left">Kestrel(红隼)</td>
<td align="left">对Java的各个方面都做了大量优化和增强</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">1.4</td>
<td align="left">2004年2月6日</td>
<td align="left">Merlin(隼)</td>
<td align="left">XML处理、支持IPV6、正则表达式，引入nio和CMS垃圾回收器</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">5</td>
<td align="left">2004年9月30日</td>
<td align="left">Tiger(老虎)</td>
<td align="left">泛型、增强for语句、自动拆装箱、可变参数、静态导入、注解</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">6</td>
<td align="left">2006年12月11日</td>
<td align="left">Mustang(野马)</td>
<td align="left">支持脚本语言、JDBC4.0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">7</td>
<td align="left">2011年7月28日</td>
<td align="left">Dolphin(海豚)</td>
<td align="left">switch支持String类型、泛型推断、nio 2.0开发包、数值类型可以用二进制字符串表示</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">8</td>
<td align="left">2014年3月18日</td>
<td align="left">Spider(蜘蛛)</td>
<td align="left">Lambda 表达式、接口默认方法、Stream API、新的日期API、Nashorn引擎 jjs，引入G1垃圾回收器</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">9</td>
<td align="left">2017年9月22日</td>
<td align="left">Modularity (模块化)</td>
<td align="left">模块系统、HTTP 2 客户端、多版本兼容 JAR 包、私有接口方法、改进Stream API、响应式流（Reactive Streams) API</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">10</td>
<td align="left">2018年3月21日</td>
<td align="left"></td>
<td align="left">引入关键字 var 局部变量类型推断、统一的垃圾回收接口</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">11</td>
<td align="left">2018年9月25日</td>
<td align="left"></td>
<td align="left">HTTP客户端(标准)、无操作垃圾收集器，支持ZGC垃圾回收器，首个LTS版本</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">12</td>
<td align="left">2019年3月19日</td>
<td align="left"></td>
<td align="left">新增一个名为 Shenandoah 的垃圾回收器、扩展switch语句的功能、改进 G1 垃圾回收器</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">13</td>
<td align="left">2019年9月17日</td>
<td align="left"></td>
<td align="left">改进了CDS内存共享，ZGC归还系统内存，SocketAPI和switch语句以及文本块表示</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">14</td>
<td align="left">开发中</td>
<td align="left"></td>
<td align="left">继续对ZGC、G1改进，标记 ParallelScavenge + SerialOld组合为过时的 ，移除CMS垃圾回收器</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><strong>Java 大事记</strong></p>
<ol>
<li>1995 年 5 月 23 日，Java 语言诞生</li>
<li>1996 年 1 月，第一个 JDK-JDK1.0 诞生</li>
<li>1997 年 2 月 18 日，JDK1.1 发布</li>
<li>1997 年 4 月 2 日，JavaOne 会议召开，参与者逾一万人，创当时全球同类会议规模之纪录</li>
<li>1997 年 9 月，Java 开发者社区成员超过十万</li>
<li>1998 年 2 月，JDK1.1 被下载超过 200 万次</li>
<li>1998 年 12 月 8 日，JAVA2 企业平台 J2EE 发布</li>
<li>1999 年 6 月，Sun 公司发布 Java 的三个版本：标准版、企业版和微型版（J2SE、J2EE、J2ME）</li>
<li>2000 年 5 月 8 日，JDK1.3 发布</li>
<li>2000 年 5 月 29 日，JDK1.4 发布</li>
<li>2002 年 2 月 26 日，J2SE1.4 发布，自此 Java 的计算能力有了大幅提升</li>
<li>2004 年 9 月 30 日，J2SE1.5 发布，是 Java 语言的发展史上的又一里程碑事件，Java 并发包 JUC 也是这个版本引入的。为了表示这个版本的重要性，J2SE1.5 更名为 J2SE5.0</li>
<li>2005 年 6 月，发布 Java SE 6，这也是一个比较长期使用的版本</li>
<li>2006 年 11 月 13 日，Sun 公司宣布 Java 全线采纳 GNU General Public License Version 2，从而公开了 Java 的源代码</li>
<li>2009 年 04 月 20 日，Oracle 公司 74 亿美元收购 Sun。取得 Java 的版权</li>
<li>2011 年 7 月 28 日，Oracle 公司发布 Java SE7.0 的正式版</li>
<li>2014 年 3 月 18 日，Oracle 公司发布 Java SE 8，这个版本是目前最广泛使用的版本</li>
<li>2017 年 9 月 22 日，JDK9 发布，API 有了较大的调整，添加了对 WebSocket 和 HTTP/2 的支持，此后每半年发布一个大版本</li>
<li>2018 年 3 月 21 日，JDK10 发布，最大的变化就是引入了 var，如果你熟悉 C# 或 JavaScript/NodeJS 就会知道它的作用</li>
<li>2018 年 9 月 25 日，JDK11 发布，引入 ZGC，这个也是第一个公布的长期维护版本 LTS</li>
<li>2019 年 3 月 19 日，JDK12 发布，引入毫秒级停顿的 Shenandoah GC</li>
<li>2019 年 9 月 17 日，JDK13 发布，改进了 CDS 内存共享，ZGC 归还系统内</li>
</ol>
<p>我们可以看到 JDK 发展的越来越多，越来越复杂，特别是被 Oracle 收购以后，近 2 年以来版本号快速膨胀，GC 算法也有了更快速的发展。目前最新的 JDK 是 JDK13，同时 JDK14 正在开发中，预计 2020 年 3 月份发布。很多朋友直呼，“不要再升级了，还在用 JDK8，已经学不过来了”。但是正是由于 Java 不断的发展和改进，才会持续具有生命力。</p>
<blockquote>
<p>常规的 JDK，一般指 OpenJDK 或者 Oracle JDK，当然 Oracle 还有一个新的 JVM 叫 GraalVM，也非常有意思。除了 Sun/Oracle 的 JDK 以外，原 BEA 公司（已被 Oracle 收购）的 JRockit，IBM 公司的 J9，Azul 公司的 Zing JVM，阿里巴巴公司的分支版本 DragonWell 等等。</p>
</blockquote>
<h3>1.3 安装 JDK</h3>
<p>JDK 通常是从 <a href="https://www.oracle.com/">Oracle 官网</a>下载， 打开页面翻到底部，找 <code>Java for Developers</code> 或者 <code>Developers</code>, 进入 <a href="https://www.oracle.com/technetwork/java/index.html">Java 相应的页面</a> 或者 <a href="https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/overview/index.html">Java SE 相应的页面</a>, 查找 Download, 接受许可协议，下载对应的 x64 版本即可。 <img src="assets/tzok8.jpg" alt="891e2fe6-e872-4aa9-b00d-d176e947f11f.jpg" /></p>
<p>建议安装比较新的 JDK8 版本， 如 <a href="https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html">JDK8u231</a>。 <img src="assets/igolf.png" alt="3bbdc5e9-149c-407d-b757-69a061581aae.png" /></p>
<blockquote>
<p>注意：从 Oracle 官方安装 JDK 需要注册和登录 Oracle 账号。现在流行将下载链接放到页面底部，很多工具都这样。当前推荐下载 JDK8。 今后 JDK11 可能成为主流版本，因为 Java11 是 LTS 长期支持版本，但可能还需要一些时间才会普及，而且 JDK11 的文件目录结构与之前不同, 很多工具可能不兼容其 JDK 文件的目录结构。</p>
</blockquote>
<p>有的操作系统提供了自动安装工具，直接使用也可以，比如 yum, brew, apt 等等。例如在 MacBook 上，执行：</p>
<blockquote>
<p>brew cask install java8</p>
</blockquote>
<p>而使用如下命令，会默认安装最新的 JDK13：</p>
<blockquote>
<p>brew cask install java</p>
</blockquote>
<p>如果电脑上有 360 软件管家或者腾讯软件管家，也可以直接搜索和下载安装 JDK（版本不是最新的，但不用注册登录 Oracle 账号）： <img src="assets/5rwjt.png" alt="035a0b3e-de33-4e97-946c-c9adb8b68ae7.png" /></p>
<p>如果网络不好，可以从我的百度网盘共享获取：</p>
<blockquote>
<p><a href="https://pan.baidu.com/s/16WmRDZSiBD7a2PMjhSiGJw">https://pan.baidu.com/s/16WmRDZSiBD7a2PMjhSiGJw</a></p>
<p>提取码: e77s</p>
</blockquote>
<h3>1.4 设置环境变量</h3>
<p>如果找不到命令，需要设置环境变量： <code>JAVA_HOME</code> 和 <code>PATH</code> 。</p>
<blockquote>
<p><code>JAVA_HOME</code> 环境变量表示 JDK 的安装目录，通过修改 <code>JAVA_HOME</code> ，可以快速切换 JDK 版本 。很多工具依赖此环境变量。</p>
<p>另外, 建议不要设置 <code>CLASS_PATH</code> 环境变量，新手没必要设置，容易造成一些困扰。</p>
</blockquote>
<p>Windows 系统, 系统属性 - 高级 - 设置系统环境变量。 如果没权限也可以只设置用户环境变量。</p>
<p>Linux 和 MacOSX 系统, 需要配置脚本。 例如:</p>
<blockquote>
<p>$ <code>cat ~/.bash_profile</code></p>
</blockquote>
<pre><code class="language-shell"># JAVA ENV
export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_162.jdk/Contents/Home
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
</code></pre>
<p>让环境配置立即生效:</p>
<blockquote>
<p>$ <code>source ~/.bash_profile</code></p>
</blockquote>
<p>查看环境变量:</p>
<pre><code class="language-shell">echo $PATH
echo $JAVA_HOME
</code></pre>
<p>一般来说，<code>.bash_profile</code> 之类的脚本只用于设置环境变量。 不设置随机器自启动的程序。</p>
<p>如果不知道自动安装/别人安装的 JDK 在哪个目录怎么办?</p>
<blockquote>
<p>最简单/最麻烦的查询方式是询问相关人员。</p>
</blockquote>
<p>查找的方式很多，比如，可以使用 <code>which</code>， <code>whereis</code>， <code>ls -l</code> 跟踪软连接, 或者 <code>find</code> 命令全局查找(可能需要 sudo 权限), 例如:</p>
<pre><code class="language-shell">jps -v
whereis javac
ls -l /usr/bin/javac
find / -name javac
</code></pre>
<p>找到满足 <code>$JAVA_HOME/bin/javac</code> 的路径即可。</p>
<p>Windows 系统，安装在哪就是哪，默认在<code>C:\Program Files (x86)\Java</code>下。通过任务管理器也可以查看某个程序的路径，注意 <code>JAVA_HOME</code> 不可能是 <code>C:\Windows\System32</code> 目录。</p>
<p>然后我们就可以在 JDK 安装路径下看到很多 JVM 工具，例如在 Mac 上：</p>
<p><img src="assets/d5uc5.png" alt="54940291.png" /> 在后面的章节里，我们会详细解决其中一些工具的用法，以及怎么用它们来分析 JVM 情况。</p>
<h3>1.4 验证 JDK 安装完成</h3>
<p>安装完成后，Java 环境一般来说就可以使用了。 验证的脚本命令为:</p>
<pre><code class="language-shell">$ java -version
</code></pre>
<p>可以看到输出类似于以下内容，既证明成功完成安装：</p>
<blockquote>
<p>java version &quot;1.8.0<em>65&quot; Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0</em>65-b17) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.65-b01, mixed mode)</p>
</blockquote>
<p>然后我们就可以写个最简单的 Java 程序了，新建一个文本文件，输入以下内容：</p>
<pre><code>public class Hello {
public static void main(String[] args){
System.out.println(&quot;Hello, JVM!&quot;);
}
}
</code></pre>
<p>然后把文件名改成<code>Hello.java</code>，在命令行下执行：</p>
<blockquote>
<p>$ javac Hello.java</p>
</blockquote>
<p>然后使用如下命令运行它：</p>
<blockquote>
<p>$ java Hello Hello, JVM!</p>
</blockquote>
<p>即证明运行成功，我们的 JDK 环境可以用来开发了。</p>
<h3>参考材料</h3>
<ol>
<li>https://www.jianshu.com/p/7b99bd132470</li>
<li>https://blog.csdn.net/Phoenix_smf/article/details/79709592</li>
<li>https://www.iteye.com/blog/dasheng-727156</li>
<li>https://blog.csdn.net/lc11535/article/details/99776597</li>
<li>https://blog.csdn.net/damin112/article/details/84634041</li>
<li>https://blog.csdn.net/KamRoseLee/article/details/79440425</li>
<li>https://blog.csdn.net/j3T9Z7H/article/details/94592958</li>
<li>http://openjdk.java.net/projects/jdk/</li>
<li>http://openjdk.java.net/projects/jdk/13/</li>
</ol>
</div>
</div>
<div>
<div style="float: left">
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</div>
<div style="float: right">
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</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
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</div>
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