1.Java概述

1.Java技术体系
从广义上讲，Kotlin、Clojure、JRuby、Groovy等运行于Java虚拟机上的编程语言及其相关的程序 都属于Java技术体系中的一员。

如果仅从传统意义上来看，JCP官方[1]所定义的Java技术体系包括了以 下几个组成部分：

• Java程序设计语言
• 各种硬件平台上的Java虚拟机实现
• Class文件格式
• Java类库API
• 来自商业机构和开源社区的第三方Java类库

JDK（Java Development Kit）：是用于支持Java程序开发的最小环境，Java程序设计语言、Java虚拟机、Java类库这三部分的统称。

JRE（Java Runtime Environment）：是支持Java程序运行的标准环境，Java类库API中的Java SE API子集[3]和Java虚拟机这两部分的统称。

Java技术体系所包括的内容

2.JVM家族

• Sun Classic/Exact VM
• HotSpot VM
• Mobile/Embedded VM
• BEA JRockit/IBM J9 VM
• BEA Liquid VM/Azul VM
• Apache Harmony/Google Android Dalvik VM
• Microsoft JVM及其他

3.Java技术未来

• 无语言倾向
  在HotSpot虚拟机基础上增强而成 的跨语言全栈虚拟机，可以作为“任何语言”的运行平台使用，这里“任何语言”包括了Java、Scala、 Groovy、Kotlin等基于Java虚拟机之上的语言，还包括了C、C++、Rust等基于LLVM的语言，同时支 持其他像JavaScript、Ruby、Python和R语言等。Graal VM可以无额外开销地混合使用这些编程语言， 支持不同语言中混用对方的接口和对象，也能够支持这些语言使用已经编写好的本地库文件。

Graal VM

Graal VM的基本工作原理是将这些语言的源代码（例如JavaScript）或源代码编译后的中间格式 （例如LLVM字节码）通过解释器转换为能被Graal VM接受的中间表示，这个过程称为程 序特化（Specialized，也常被称为Partial Evaluation）。从更严格的角度来看，Graal VM才是真正意义上与物理计算机相对应的高级语言虚拟机，理由是 它与物理硬件的指令集一样，做到了只与机器特性相关而不与某种高级语言特性相关。

• 新一代即时编译器
  即时编译，热点代码会被HotSpot的探测机制准确定位捕 获，并将其编译为物理硬件可直接执行的机器码，在这类应用中Java的运行效率很大程度上取决于即 时编译器所输出的代码质量。
  HotSpot虚拟机中含有两个即时编译器，分别是编译耗时短但输出代码优化程度较低的客户端编译 器（简称为C1）以及编译耗时长但输出代码优化质量也更高的服务端编译器（简称为C2）。
  自JDK 10起，HotSpot中又加入了一个全新的即时编译器：Graal编译器，Graal编译器是C2编译器替代者，Graal编译器本身就是由Java语言写成，在保 持输出相近质量的编译代码的同时，开发效率和扩展性上都要显著优于C2编译器。
  使用-XX：+UnlockExperimentalVMOptions-XX：+UseJVMCICompiler参数来启用Graal编译器。

• 向Native迈进
  这里有提到提前编译，它是相对于即时编译的概念，提前编译能带来的最大好处是Java虚拟机加载这些已经预编 译成二进制库之后就能够直接调用，而无须再等待即时编译器在运行时将其编译成二进制机器码。理 论上，提前编译可以减少即时编译带来的预热时间，减少Java应用长期给人带来的“第一次运行慢”的 不良体验，可以放心地进行很多全程序的分析行为，可以使用时间压力更大的优化措施。
  提前编译的坏处也很明显，它破坏了Java“一次编写，到处运行”的承诺，必须为每个不同的 硬件、操作系统去编译对应的发行包；也显著降低了Java链接过程的动态性，必须要求加载的代码在 编译期就是全部已知的，而不能在运行期才确定，否则就只能舍弃掉已经提前编译好的版本，退回到 原来的即时编译执行状态。

• 灵活的胖子
  HotSpot的定位是面向各种不同应用场景的全功能Java虚拟机。

• 语言语法持续增强