Oracle独家：Java虚拟机学习指南

作者：InfoQ 来源：InfoQ 公众号

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03-17

大家好，我是极客时间《深入拆解 Java 虚拟机》作者、Oracle Labs 高级研究员郑雨迪。有幸借这个专题的机会，能和大家分享为何 Java 工程师要学 Java 虚拟机？如何掌握 Java 虚拟机？

工欲善其事，必先利其器

“为什么学 Java 虚拟机”这个问题，就和“为什么要学习数据结构和算法”是一个道理：工欲善其事，必先利其器。

我总结了三点必须要学好 Java 虚拟机的理由：

Java 已然是一门主流的工程语言，拥有大量的应用。作为 Java 语言的执行引擎，Java 虚拟机的调优一直是热点话题，成为各大厂面试的压轴题。
此外，主流的 Java 虚拟机 -- 也就是 OpenJDK 的 HotSpot VM-- 是完全开源的。只要读得懂 C++ 代码，便能够绕开网络上的“二手”资料，直面 Java 实现的核心逻辑。
Java 在不断地增添新特性、新功能，其中不少都“借鉴”自其他编程语言。同样，通过学习 Java 虚拟机，在遇到其他语言实现时也能够触类旁通，迅速地完成调优、排错工作。

另外，我注意到国内大厂不再只满足于使用开源项目，而是积极参与这些项目的开发。例如 Alibaba 在去年便已成为 OpenJDK 项目执行委员会的一员，可以左右 Java 语言的发展。一旦越来越多的大厂加大对底层、对这些开源项目的投入，势必会产生许多对高精尖技术专家的需求。

所以，作为一名 Java 程序员，在尽情享受 Java 虚拟机带来好处的同时，你还应该去了解和思考“这些技术特性是如何实现的”，去了解最底层的原理。只有熟悉 JVM，你才能在遇到 OutOfMemory 等异常时，不会束手无策，不会一脸懵逼的上网找解决办法，最后就算改了几个启动参数解决了问题，也还是云里雾里。

那该如何揭开 Java 虚拟机迷雾，深入底层，将 Java 虚拟机拿下？我分为 3 个阶段来分享，每个阶段大家又该具备哪些技能？

先附上一张我制作的「Java 虚拟机知识框架图」，涵盖了 Java 虚拟机的所有学习要点，建议保存。

此外，我去年在极客时间推出的《深入拆解 Java 虚拟机》专栏，就是希望你可以从底层出发，揭秘 Java 虚拟机的工作原理，让你更好地理解 Java 语言特性，写出简洁高效的代码，并掌握诊断手法和调优方式。同时，我也会讲到 Orcale GraalVM 黑科技，让大家了解到前沿技术热点，比如编译器 Graal、语言实现框架 Truffle 等待。不管你是在准备面试、还是想进阶 Java，Java 虚拟机绝对是一把助力的利剑。

一、Java 虚拟机新手入门

虽然我们和语言朝夕相处，但不少人提及代码的详细运行过程也难免会一时语塞。这都是由于 Java 虚拟机封装得太好，让使用者几乎感觉不到它的存在，也导致不少初学者学习 Java 虚拟机时摸不着头脑，找不到脉络。

Java 虚拟机的基本原理及运行机制，对于初学者来说，是必须要掌握的，至少我是这么要求的。不然根基不牢，何来平地高楼起。

所以我也花了一整个模块的篇幅来逐次介绍 Java 虚拟机的设计决策以及工程实现，让大家在学习 Java 虚拟机时，可以知其然，也要知其所以然。

以下是专栏里的部分原理内容，大家对照着，看看是否已掌握。

Java 代码有很多种运行方式，那 Java 虚拟机具体是怎样运行 Java 字节码的？[第 1 讲 | Java 代码是怎么运行的？]
boolean 在 Java 虚拟机是以整数形式表示的 --0 代表 false，1 代表 true。那么 2 又代表什么呢？为什么要这样设计？[第 2 讲 | Java 的基本类型]
都说反射慢，究竟为什么慢？[第 7 讲 | JVM 是如何实现反射的？]
垃圾回收的原理是什么？如何优化？ [第 11 讲 | 垃圾回收]
Java 内存模型是在解决什么疑难杂症？ [第 13 讲 | Java 内存模型]

二、进阶 Java 虚拟机

告别了 GRUD 研究员，如果你想再进一步进阶，那么以下是知识点是你必须要掌握的。弄懂了这些，你基本上掌握了面试官 80% 的问题。