jvm裝入原理

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jvm裝入原理

作業系統裝入jvm是通過jdk中java.exe來完成,通過下面4步來完成jvm環境.
1.建立jvm裝載環境和配置
2.裝載jvm.dll
3.初始化jvm.dll並掛界到JNIENV(JNI調用介面)執行個體
4.調用JNIEnv執行個體裝載並處理class類。

在我們運行和調試java程式的時候,經常會提到一個jvm的概念.jvm是java程式啟動並執行環境,但是他同時一個作業系統的一個應用程式一個進程,因此他也有他自己的啟動並執行生命週期,也有自己的代碼和資料空間.
首先來說一下jdk這個東西,不管你是初學者還是高手,是j2ee程式員還是j2se程式員,jdk總是在幫我們做一些事情.我們在瞭解java之前首先大師們會給我們提供說jdk這個東西.它在java整個體系中充當著什麼角色呢?我很驚歎sun大師們設計天才,能把一個如此完整的體繫結構化的如此完美.jdk在這個體系中充當一個生產加工中心,產生所有的資料輸出,是所有指令和戰略的執行中心.本身它提供了java的完整方案,可以開發目前java能支援的所有應用和系統程式.這裡說一個問題,大家會問,那為什麼還有j2me,j2ee這些東西,這兩個東西目的很簡單,分別用來簡化各自領域內的開發和構建過程.jdk除了jvm之外,還有一些核心的API,整合API,使用者工具,開發技術,開發工具和API等組成
好了,廢話說了那麼多,來點於主題相關的東西吧.jvm在整個jdk中處於最底層,負責於作業系統的互動,用來屏蔽作業系統環境,提供一個完整的java運行環境,因此也就虛擬電腦. 作業系統裝入jvm是通過jdk中java.exe來完成,通過下面4步來完成jvm環境.
1.建立jvm裝載環境和配置
2.裝載jvm.dll
3.初始化jvm.dll並掛界到JNIENV(JNI調用介面)執行個體
4.調用JNIEnv執行個體裝載並處理class類。
一．jvm裝入環境，jvm提供的方式是作業系統的動態串連檔案．既然是檔案那就一個裝入路徑的問題，java是怎麼找這個路徑的呢？當你在調用java test的時候，作業系統會在path下在你的java.exe程式，java.exe就通過下面一個過程來確定jvm的路徑和相關的參數配置了．下面基於windows的實現的分析．
　　首先尋找jre路徑，java是通過GetApplicationHome api來獲得當前的java.exe絕對路徑，c:/j2sdk1.4.2_09/bin/java.exe,那麼它會截取到絕對路徑c:/j2sdk1.4.2_09/，判斷c:/j2sdk1.4.2_09/bin/java.dll檔案是否存在，如果存在就把c:/j2sdk1.4.2_09/作為jre路徑，如果不存在則判斷c:/j2sdk1.4.2_09/jre/bin/java.dll是否存在，如果存在這c:/j2sdk1.4.2_09/jre作為jre路徑．如果不存在調用GetPublicJREHome查HKEY_LOCAL_MACHINE/Software/JavaSoft/Java Runtime Environment/“當前JRE版本號碼”/JavaHome的路徑為jre路徑。
　　然後裝載jvm.cfg檔案JRE路徑+/lib+/ARCH（CPU構架）+/jvm.cfgARCH（CPU構架）的判斷是通過java_md.c中GetArch函數判斷的，該函數中windows平台只有兩種情況：WIN64的‘ia64’，其他情況都為‘i386’。以我的為例：C:/j2sdk1.4.2_09/jre/lib/i386/jvm.cfg.主要的內容如下：
-client KNOWN
-server KNOWN
-hotspot ALIASED_TO -client
-classic WARN
-native ERROR
-green ERROR
在我們的jdk目錄中jre/bin/server和jre/bin/client都有jvm.dll檔案存在，而java正是通過jvm.cfg設定檔來管理這些不同版本的jvm.dll的．通過檔案我們可以定義目前jdk中支援那些jvm,前面部分（client）是jvm名稱，後面是參數，KNOWN表示jvm存在，ALIASED_TO表示給別的jvm取一個別名，WARN表示不存在時找一個jvm替代，ERROR表示不存在拋出異常．在運行java XXX是，java.exe會通過CheckJvmType來檢查當前的jvm類型，java可以通過兩種參數的方式來指定具體的jvm類型，一種按照jvm.cfg檔案中的jvm名稱指定，第二種方法是直接指定，它們執行的方法分別是“java -J”、“java -XXaltjvm=”或“java -J-XXaltjvm=”。如果是第一種參數傳遞方式，CheckJvmType函數會取參數‘-J’後面的jvm名稱，然後從已知的jvm配置參數中尋找如果找到同名的則去掉該jvm名稱前的‘-’直接返回該值；而第二種方法，會直接返回“-XXaltjvm=”或“-J-XXaltjvm=”後面的jvm類型名稱；如果在運行java時未指定上面兩種方法中的任一一種參數，CheckJvmType會取設定檔中第一個配置中的jvm名稱，去掉名稱前面的‘-’返回該值。CheckJvmType函數的這個傳回值會在下面的函數中匯同jre路徑組合成jvm.dll的絕對路徑。如果沒有指定這會使用jvm.cfg中第一個定義的jvm.可以通過set _JAVA_LAUNCHER_DEBUG=1在控制台上測試．
最後獲得jvm.dll的路徑，JRE路徑+/bin+/jvm類型字串+/jvm.dll就是jvm的檔案路徑了，但是如果在調用java程式時用-XXaltjvm=參數指定的路徑path,就直接用path+/jvm.dll檔案做為jvm.dll的檔案路徑．
　　二：裝載jvm.dll
通過第一步已經找到了jvm的路徑，java通過LoadJavaVM來裝入jvm.dll檔案．裝入工作很簡單就是調用windows API函數：
LoadLibrary裝載jvm.dll動態串連庫．然後把jvm.dll中的匯出函數JNI_CreateJavaVM和JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs掛接到InvocationFunctions變數的CreateJavaVM和GetDefaultJavaVMInitArgs函數指標變數上。jvm.dll的裝載工作宣告完成。
　　三：初始化jvm，獲得本地調用介面，這樣就可以在java中調用jvm的函數了．調用InvocationFunctions－>CreateJavaVM也就是jvm中JNI_CreateJavaVM方法獲得JNIEnv結構的執行個體．
　　四：運行java程式．
java程式有兩種方式一種是jar包，一種是class. 運行jar,java -jar XXX.jar啟動並執行時候，java.exe調用GetMainClassName函數，該函數先獲得JNIEnv執行個體然後調用java類java.util.jar.JarFileJNIEnv中方法getManifest()並從返回的Manifest對象中取getAttributes("Main-Class")的值即jar包中檔案：META-INF/MANIFEST.MF指定的Main-Class的主類名作為啟動並執行主類。之後main函數會調用java.c中LoadClass方法裝載該主類（使用JNIEnv執行個體的FindClass）。main函數直接調用java.c中LoadClass方法裝載該類。如果是執行class方法。main函數直接調用java.c中LoadClass方法裝載該類。

然後main函數調用JNIEnv執行個體的GetStaticMethodID方法尋找裝載的class主類中
“public static void main(String[] args)”方法，並判斷該方法是否為public方法，然後調用JNIEnv執行個體的
CallStaticVoidMethod方法調用該java類的main方法。