/go-JVM-single

a JVM write by golang

Primary LanguageGo

本项目主要参考 《自己动手写Java虚拟机》,还有JVMS-1.8,基于golang 实现了一个单线程的Java虚拟机,不可用于生产环境,只用于学习原理。分享出来,希望有助于需要的同学.

项目综述

本项目 使用GO语言实现JVM,主要研究方向为

  • Java的异常机制。
  • Java 的内存结构
  • Java的对象和类体系
  • Java的字节码

本次不研究,忽略的一些关键技术:

  • 不研究GC
  • 不研究just-in-time
  • 不研究大部分的native方法,只实现少量方法
  • 不研究多线程安全
  • 不研究网络通信
  • 不研究swing

本项目适合哪些人看?

  • 对JVM有一定了解,但希望自己实现一把的人
  • 对虚拟机有一定了解的人

推荐学Java的初学者,可以先看几篇周志明的《深入理解Java虚拟机》,然后对着照Java虚拟机规范来看本项目。

项目目录

  • go-JVM: 项目目录
    • bin: go直接编译后的可运行文件目录
      • classes:存放java 文件编译后的claess
      • java :存放java
    • doc: 文档
  • refs: 主要参考文献
  • target:提取出来的最终文件

运行

  1. 确保安装了golang环境
  2. 运行go-JVM/bin/make-go.bat 进行编译
  3. 在 go-JVM/bin 下会产生 .exe文件,就是最终的文件
  4. 运行go-JVM/bin/show.bat 进行测试

运行实例:

go-JVM -cp=classespath BubbleSortTest

具体的运行规则可以参考show.bat

补充

OpenJDK

OpenJDK(HotSpot JVM、Javac)源代码学习研究(包括代码注释、文档、用于代码分析的测试用例)

下载hotSpot
  1. openJDK官方站点找到对应JDK版本,如jdk8,点击进入,
  2. 再选择hotSpot,点击左边的download,选择下载的打包方式,下载
hotSpot源码结构说明
├─agent                            Serviceability Agent的客户端实现
├─make                             用来build出HotSpot的各种配置文件
├─src                              HotSpot VM的源代码
│  ├─cpu                            CPU相关代码(汇编器、模板解释器、ad文件、部分runtime函数在这里实现)
│  ├─os                             操作系相关代码
│  ├─os_cpu                         操作系统+CPU的组合相关的代码
│  └─share                          平台无关的共通代码
│      ├─tools                        工具
│      │  ├─hsdis                      反汇编插件
│      │  ├─IdealGraphVisualizer       将server编译器的中间代码可视化的工具
│      │  ├─launcher                   启动程序“java”
│      │  ├─LogCompilation             将-XX:+LogCompilation输出的日志(hotspot.log)整理成更容易阅读的格式的工具
│      │  └─ProjectCreator             生成Visual Studio的project文件的工具
│      └─vm                           HotSpot VM的核心代码
│          ├─adlc                       平台描述文件(上面的cpu或os_cpu里的*.ad文件)的编译器
│          ├─asm                        汇编器接口
│          ├─c1                         client编译器(又称“C1”)
│          ├─ci                         动态编译器的公共服务/从动态编译器到VM的接口
│          ├─classfile                  类文件的处理(包括类加载和系统符号表等)
│          ├─code                       动态生成的代码的管理
│          ├─compiler                   从VM调用动态编译器的接口
│          ├─gc_implementation          GC的实现
│          │  ├─concurrentMarkSweep      Concurrent Mark Sweep GC的实现
│          │  ├─g1                       Garbage-First GC的实现(不使用老的分代式GC框架)
│          │  ├─parallelScavenge         ParallelScavenge GC的实现(server VM默认,不使用老的分代式GC框架)
│          │  ├─parNew                   ParNew GC的实现
│          │  └─shared                   GC的共通实现
│          ├─gc_interface               GC的接口
│          ├─interpreter                解释器,包括“模板解释器”(官方版在用)和“C++解释器”(官方版不在用)
│          ├─libadt                     一些抽象数据结构
│          ├─memory                     内存管理相关(老的分代式GC框架也在这里)
│          ├─oops                       HotSpot VM的对象系统的实现
│          ├─opto                       server编译器(又称“C2”或“Opto”)
│          ├─prims                      HotSpot VM的对外接口,包括部分标准库的native部分和JVMTI实现
│          ├─runtime                    运行时支持库(包括线程管理、编译器调度、锁、反射等)
│          ├─services                   主要是用来支持JMX之类的管理功能的接口
│          ├─shark                      基于LLVM的JIT编译器(官方版里没有使用)
│          └─utilities                  一些基本的工具类
└─test                             单元测试
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主要参考

  1. 封亚飞.解密Java虚拟机:JVM设计原理与实现[M].北京:电子工业出版社,2017.
  2. 周志明.深入理解Java虚拟机[M].北京:机械工业出版社,2013.
  3. 张秀宏.自己动手写Java虚拟机[M].北京:机械工业出版社,2016.
  4. Tim Lindholm, Frank Yellin, Gilad Bracha, Alex Buckley.The Java® Virtual Machine Specification Java SE 8 Edition[S].