做了这么久的开发，到目前为止对JVM也只是一些简单的概念上的理解，正好周末于是将JVM的学习提上日程。
JVM 概念
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java的能够“一次编译，到处运行”的原因。(摘录自百度百科)
JVM 规范
JVM 规范主要定义了二进制 class 文件 和 JVM 指令集等
- class 文件类型
- 运行时数据
- 帧栈
- 虚拟机的启动
- 虚拟机的指令集
- 类型转化（l2i）
- 出入栈操作（aload astore）
- 运算（iadd isub）
- 流程控制（ifeq ifne）
- 函数调用（invokevirtual invokeinteeerface invokespespecial invokestatic）
- 整数的表达
- 源码：第一位为符号位（0为正数，1为负数）
7
原码：00000111
- 反码：符号位不动，原码区反
6
原码：00000110
反码：01111001
- 负数补码：符号位不动，反码加1
-5
原码：10000101
反码：11111010
补码：11111011
- 正数补码：和原码相同
5
原码：00000101
反码：01111010
补码：00000101
- 打印整数二进制
int a = 6;
for(int i = 0; i < 32; i++){
int t = (a & 80000000 >>>i) >>> (31 - i);
System.out.print(t);
}
第一次循环：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 （6的原码）
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （80000000 >>> 0 的值）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （6 & 80000000 >>> 0）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （上面结果向右位移31位的值）
第二次循环：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 （6的原码）
0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （80000000 >>> 1 的值）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （6 & 80000000 >>> 1）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （上面结果向右位移30位的值）
.
.
.
第三十次循环：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 （6的原码）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 （80000000 >>> 29 的值）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 （6 & 80000000 >>> 29）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 （上面结果向右位移2位的值）
第三十一次循环：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 （6的原码）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 （80000000 >>> 30 的值）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 （6 & 80000000 >>> 30）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 （上面结果向右位移1位的值）
第三十二次循环：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 （6的原码）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 （80000000 >>> 31 的值）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （6 & 80000000 >>> 31）
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （上面结果向右位移0位的值）
因为int值为32位，所以上述计算均为32位码计算，最后将每次循环所得的数打印连接就是6的二进制码
- 为什么要使用补码
- 补码可以直接参与加法运算，符号位也可以直接参与运算，最后计算结果为正数则符号位是可以被进位进掉的
计算：-6+5=-1
11111010
00000101
11111111（-1的补码）
计算：-4+5=1
11111100
00000101
00000001
- 表示0
因为0既不是正数也不是负数，那么我们在计算机中怎么表示0呢？
0
正数表示：00000000
负数表示：10000000
正数补码：00000000
负数补码：00000000
结果发现0不论是表示为正数还是负数它的补码都是00000000
- 浮点数的表示
一个浮点数 (Value) 的表示其实可以这样表示：
也就是浮点数的实际值，等于符号位（sign bit）乘以指数偏移值(exponent bias)再乘以分数值(fraction)。
对于不同长度的浮点数，阶码与小数位分配的数量不一样，如下：
| 类型 | 数符 | 阶码 | 尾数 | 总位数 | 偏移值 |
|---|---|---|---|---|---|
| 短实数 | 1 | 8 | 23 | 32 | 127 |
| 长实数 | 1 | 11 | 52 | 64 | 1023 |
| 零时实数 | 1 | 15 | 64 | 80 | 16383 |
- 我们对单精度浮点数为例，数符分配是1位，阶码分配了8位，尾数分配了是23位
- 例如： -5.125
符号位：1
整数部分：00000101（除2求余法）
小数部分：001（乘2求整法）
整体则为：00000101.001
转化二进制浮点数，使得整数未为1 1.01001 * 10 10为二进制2，表示小数点位移2位
阶码：单精度的浮点数阶码为8，偏移值为01111111 则 10 + 01111111 = 10000001
尾数：01001
则二进制码为： 1 10000001 01001000000000000000000（数符 阶码 尾数）
- JVM 需要对java Library 提供以下支持
- 反射 java.lang.reflect
- ClassLoader
- 初始化 class 和 interface
- 安全相关 java.security
- 多线程
- 弱引用
- JVM的编译
- 原码到JVM指令的对应格式
- javap
- JVM 反汇编格式
<index><opcode>[<operand1>[operand2]][<commend>]
for(i = 0; i < 100; i++){
}
上述代码对应的汇编语言为：
0 iconst_0 //Push int constant 0
1 istore_1 //Store into local variavle 1 (i=0)
2 goto 8 //Fist time through don`t increment
5 iinc 1 1 //Increment local variable 1 by 1(i++)
8 iload_1 //Push local variable 1 (i)
9 bipush 100 //Push int constant 100
11 if_icmplt 5 //Compare and loop if less than (i<100)
14 return //Return void when done
今天也算是对jvm有一个初步的了解，后续将对jvm有一个更深层次的学习，如果有什么不对的地方希望各位大佬及时指正。
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