jvm裝入原理

操作系統(tǒng)裝入jvm是通過jdk中java.exe來完成,通過下面4步來完成jvm環(huán)境.
1.創(chuàng)建jvm裝載環(huán)境和配置
2.裝載jvm.dll
3.初始化jvm.dll并掛界到JNIENV(JNI調(diào)用接口)實(shí)例
4.調(diào)用JNIEnv實(shí)例裝載并處理class類。

在我們運(yùn)行和調(diào)試java程序的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)提到一個(gè)jvm的概念.jvm是java程序運(yùn)行的環(huán)境,但是他同時(shí)一個(gè)操作系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用程序一個(gè)進(jìn)程,因此他也有他自己的運(yùn)行的生命周期,也有自己的代碼和數(shù)據(jù)空間.
首先來說一下jdk這個(gè)東西,不管你是初學(xué)者還是高手,是j2ee程序員還是j2se程序員,jdk總是在幫我們做一些事情.我們?cè)诹私鈐ava之前首先大師們會(huì)給我們提供說jdk這個(gè)東西.它在java整個(gè)體系中充當(dāng)著什么角色呢?我很驚嘆sun大師們?cè)O(shè)計(jì)天才,能把一個(gè)如此完整的體系結(jié)構(gòu)化的如此完美.jdk在這個(gè)體系中充當(dāng)一個(gè)生產(chǎn)加工中心,產(chǎn)生所有的數(shù)據(jù)輸出,是所有指令和戰(zhàn)略的執(zhí)行中心.本身它提供了java的完整方案,可以開發(fā)目前java能支持的所有應(yīng)用和系統(tǒng)程序.這里說一個(gè)問題,大家會(huì)問,那為什么還有j2me,j2ee這些東西,這兩個(gè)東西目的很簡(jiǎn)單,分別用來簡(jiǎn)化各自領(lǐng)域內(nèi)的開發(fā)和構(gòu)建過程.jdk除了jvm之外,還有一些核心的API,集成API,用戶工具,開發(fā)技術(shù),開發(fā)工具和API等組成
好了,廢話說了那么多,來點(diǎn)于主題相關(guān)的東西吧.jvm在整個(gè)jdk中處于最底層,負(fù)責(zé)于操作系統(tǒng)的交互,用來屏蔽操作系統(tǒng)環(huán)境,提供一個(gè)完整的java運(yùn)行環(huán)境,因此也就虛擬計(jì)算機(jī). 操作系統(tǒng)裝入jvm是通過jdk中java.exe來完成,通過下面4步來完成jvm環(huán)境.
1.創(chuàng)建jvm裝載環(huán)境和配置
2.裝載jvm.dll
3.初始化jvm.dll并掛界到JNIENV(JNI調(diào)用接口)實(shí)例
4.調(diào)用JNIEnv實(shí)例裝載并處理class類。
一．jvm裝入環(huán)境，jvm提供的方式是操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)連接文件．既然是文件那就一個(gè)裝入路徑的問題，java是怎么找這個(gè)路徑的呢？當(dāng)你在調(diào)用java test的時(shí)候，操作系統(tǒng)會(huì)在path下在你的java.exe程序，java.exe就通過下面一個(gè)過程來確定jvm的路徑和相關(guān)的參數(shù)配置了．下面基于windows的實(shí)現(xiàn)的分析．
　　首先查找jre路徑，java是通過GetApplicationHome api來獲得當(dāng)前的java.exe絕對(duì)路徑，c:\j2sdk1.4.2_09\bin\java.exe,那么它會(huì)截取到絕對(duì)路徑c:\j2sdk1.4.2_09\，判斷c:\j2sdk1.4.2_09\bin\java.dll文件是否存在，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(diào)用GetPublicJREHome查HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\Java Runtime Environment\“當(dāng)前JRE版本號(hào)”\JavaHome的路徑為jre路徑。
　　然后裝載jvm.cfg文件JRE路徑+\lib+\ARCH（CPU構(gòu)架）+\jvm.cfgARCH（CPU構(gòu)架）的判斷是通過java_md.c中GetArch函數(shù)判斷的，該函數(shù)中windows平臺(tái)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(nèi)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文件存在，而java正是通過jvm.cfg配置文件來管理這些不同版本的jvm.dll的．通過文件我們可以定義目前jdk中支持那些jvm,前面部分（client）是jvm名稱，后面是參數(shù)，KNOWN表示jvm存在，ALIASED_TO表示給別的jvm取一個(gè)別名，WARN表示不存在時(shí)找一個(gè)jvm替代，ERROR表示不存在拋出異常．在運(yùn)行java XXX是，java.exe會(huì)通過CheckJvmType來檢查當(dāng)前的jvm類型，java可以通過兩種參數(shù)的方式來指定具體的jvm類型，一種按照jvm.cfg文件中的jvm名稱指定，第二種方法是直接指定，它們執(zhí)行的方法分別是“java -J”、“java -XXaltjvm=”或“java -J-XXaltjvm=”。如果是第一種參數(shù)傳遞方式，CheckJvmType函數(shù)會(huì)取參數(shù)‘-J’后面的jvm名稱，然后從已知的jvm配置參數(shù)中查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(huì)直接返回“-XXaltjvm=”或“-J-XXaltjvm=”后面的jvm類型名稱；如果在運(yùn)行java時(shí)未指定上面兩種方法中的任一一種參數(shù)，CheckJvmType會(huì)取配置文件中第一個(gè)配置中的jvm名稱，去掉名稱前面的‘-’返回該值。CheckJvmType函數(shù)的這個(gè)返回值會(huì)在下面的函數(shù)中匯同jre路徑組合成jvm.dll的絕對(duì)路徑。如果沒有指定這會(huì)使用jvm.cfg中第一個(gè)定義的jvm.可以通過set _JAVA_LAUNCHER_DEBUG=1在控制臺(tái)上測(cè)試．
最后獲得jvm.dll的路徑，JRE路徑+\bin+\jvm類型字符串+\jvm.dll就是jvm的文件路徑了，但是如果在調(diào)用java程序時(shí)用-XXaltjvm=參數(shù)指定的路徑path,就直接用path+\jvm.dll文件做為jvm.dll的文件路徑．
　　二：裝載jvm.dll
通過第一步已經(jīng)找到了jvm的路徑，java通過LoadJavaVM來裝入jvm.dll文件．裝入工作很簡(jiǎn)單就是調(diào)用windows API函數(shù)：
LoadLibrary裝載jvm.dll動(dòng)態(tài)連接庫．然后把jvm.dll中的導(dǎo)出函數(shù)JNI_CreateJavaVM和JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs掛接到InvocationFunctions變量的CreateJavaVM和GetDefaultJavaVMInitArgs函數(shù)指針變量上。jvm.dll的裝載工作宣告完成。
　　三：初始化jvm，獲得本地調(diào)用接口，這樣就可以在java中調(diào)用jvm的函數(shù)了．調(diào)用InvocationFunctions－>CreateJavaVM也就是jvm中JNI_CreateJavaVM方法獲得JNIEnv結(jié)構(gòu)的實(shí)例．
　　四：運(yùn)行java程序．
java程序有兩種方式一種是jar包，一種是class. 運(yùn)行jar,java -jar XXX.jar運(yùn)行的時(shí)候，java.exe調(diào)用GetMainClassName函數(shù)，該函數(shù)先獲得JNIEnv實(shí)例然后調(diào)用java類java.util.jar.JarFileJNIEnv中方法getManifest()并從返回的Manifest對(duì)象中取getAttributes("Main-Class")的值即jar包中文件：META-INF/MANIFEST.MF指定的Main-Class的主類名作為運(yùn)行的主類。之后main函數(shù)會(huì)調(diào)用java.c中LoadClass方法裝載該主類（使用JNIEnv實(shí)例的FindClass）。main函數(shù)直接調(diào)用java.c中LoadClass方法裝載該類。如果是執(zhí)行class方法。main函數(shù)直接調(diào)用java.c中LoadClass方法裝載該類。

然后main函數(shù)調(diào)用JNIEnv實(shí)例的GetStaticMethodID方法查找裝載的class主類中
“public static void main(String[] args)”方法，并判斷該方法是否為public方法，然后調(diào)用JNIEnv實(shí)例的
CallStaticVoidMethod方法調(diào)用該java類的main方法。