/javsvm

Just A Very Simple Virtual Machine（简单的jvm虚拟机，含 jni、gc、异常抛出）

Primary LanguageJavaApache License 2.0Apache-2.0

Just A Very Simple Virtual Machine

个人出于兴趣写的玩具级 jvm，目前还在业余开发中～

环境

macos arm64 目前打算支持 macos_arm64, macos_x64, linux_x64, windows_x64， 但由于依赖汇编，目前只支持了 macos_arm64。

编译环境

IDE 开发环境是 CLion，导入项目后执行任务 main 即可编译。如果没有 CLion，则需要安装 CMake， 然后按照下面的命令行编译。

git clone https://github.com/nlifew/javsvm.git
cd javsvm
mkdir cmake-build-release && cd cmake-build-release
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
make

NOTE: 运行时需要显式指定环境变量 CLASSPATH。这个 CLASSPATH 和传统 jre 的 CLASSPATH 不一样。 javsvm 相比 openjdk 的 jre 做了相当多的处理，因此要将 CLASSPATH 指定为 项目目录/jre/out

cd cmake-build-release
CLASSPATH=../jre/out ./main Main

项目结构

  • class. 即 .class 文件的解析器，负责解析 .class 文件格式， 并转为对应的内存形式;

  • classloader. 类加载器，负责根据类名寻找 .class 文件， 并解析成类，函数和字段的类型表示。也支持数组类和基本数据类型的加载;

  • concurrent. 工具类，高性能的多线程工具，包括自旋锁(atomic_lock)， 线程安全的 map (concurrent_map)，线程安全的集合 (concurrent_set), 无锁复用池(pool)，递归读写锁 (recursive_lock) 等;

  • dll. 动态链接库加载器，封装了 windows 和 posix 两种动态库加载实现;

  • engine. 引擎，包括字节码解释执行引擎 (run_java)，异常抛出机制(throw) 和 jni 执行引擎;

  • gc. 垃圾收集器。包含根节点枚举类 (gc_root) 和 "标记-整理" 算法实现 (gc_thread);

  • io. 工具类，负责基础的 io 操作;

  • jni. 为 <jni.h> 中的函数提供实现和包装;

  • jre. java 核心 API (java.lang., java.util., java.io.*) 的实现类。 相比 openjdk 做了诸多调整;

  • object. java 中类 (class)、方法 (method) 和 字段 (field) 的表示。 包括 instance_of, hashcode, invoke_method, put/get_field，以及字符串池 和数组访问的实现；

  • test. 测试使用的;

  • utils. 工具类集合，包括字符串处理，数字格式转换，log 等；

  • vm. 虚拟机层面的实现，包括虚拟机实例 (jvm)，线程私有环境 (jenv)，堆 (jheap)，方法区 (method_area)，栈 (stack) 等;

  • zip. 访问 jar 文件使用的工具类;

尚未实现的部分（留下的坑）

  • gc: finalize 函数的执行，弱引用/虚引用/软引用和引用队列的交互;

  • 解释引擎: invokedynamic, multiarray, 除 0 异常等;

  • jre: openjdk 源码的适配（目前只提供了支持 hello world 的最小环境， 如 io/System 等，反射/classloader/class 相关 API 虽然 在 native 层已实现，但没有暴露到 java 层）;

  • zip/jar: 还没加

  • 类加载器: 小字节和占位内存的优化还没加;

天坑路漫漫，唉，溜了溜了