手写商用Java虚拟机HotSpot，疯狂磨练技术中

在当前Java行业激烈竞争的形式下，唯有掌握技术，心中才能不慌。在多年前，我就开始苦深度钻研Java底层实现，将HotSpot虚拟机的各种实现看了个遍，但是眼看百遍也不如手过一遍，所以我打算把HotSpot虚拟机的精华实现部分用手敲出来，这个过程注定不会轻松，但主要是不能心急，心态一定要好，每天坚持一点点，终将实现这个目标。

这个过程还会录制一些免费视频，简单介绍一下这个视频适合的目标人群，达到的目的等。

1、目标人群

对虚拟机底层实现有浓厚兴趣的人

想提升Java技术，精通Java语言的人

想切入虚拟机和编译器领域研发的人

想通过大型复杂的项目提升C++水平的人

不过HotSpot VM项目太过复杂，对C++、Linux系统编程、汇编指令、机器指令、编译原理等各方面都有较高的要求，如果这些方面的基础比较弱的话，还需要多加强。

2、达到的目的

精通Java的底层实现

对虚拟机的性能调优和故障排查得心应手

能够对虚拟机整体的实现有一个清晰的认识，达到动手开发虚拟机的能力

对后续研究更为复杂的C2编译器和G1等垃圾收集器有非常大的帮助

熟练使用C++

熟练掌握汇编语言

当研究lua、python等虚拟机时会感到更简单，研究v8等时感觉代码许多都很熟悉，很类似

另外，开课也会让许多人坚持下来，毕竟有人引路，也能节省非常多的时间和精力

3、编译调试环境

Linux（Ubuntu 16.04）

CPU架构为X86，位数为64

版本仅支持JDK1.8（也就是向前兼容的代码全部省略）

Linux内核版本 4.4.0-210-generic

GNU 5.4.0版本的编译器

编辑器：Visual Studio Code1 .51.0

使用语言：主体为C++语言，少量汇编有C语言

4、功能说明

商用HotSpot VM手写内容时，由于整个工程的代码在50万行左右，其中95%以上都是C++。我们只实现其实的精华部分即可，所以许多功能都不会实现。

不实现的功能如下：

（1）只实现C1编译器，不实现C2编译器

（2）没有指针压缩版实现

（3）堆不支持大页

（4）字节码解释器不再手写实现（PC上的效率太低，不适合生产用，但是会详细介绍）

（5）只包含Serial/Serial Old收集器，后期会实现G1，不实现Parallel和CMS等收集器

（6）不对类加载过程中的类进行合法性验证，也就是没有验证阶段

（7）不实现偏向锁和轻量级锁，直接使用重量级锁，会详细介绍偏向锁和轻量级锁

（8）线程采用NPTL 2.23版本，不兼容LinuxThreads

（9）不对一些统计做实现，如写PerfData， NMT等功能，记录GC日志等

（10）不实现SharedCDS

（11）省略SecurityManager和Protected Domain，类型安全检查约束

（12）不实现调试信息记录

（13）FlatProfiler不实现

（14）不实现一些实验性质的逻辑

（15）可省略的一些验证逻辑，如验证AdapterBlob的正确性，加上-XX:-VerifyAdapterCalls命令省略

（16）不对一些支持Java层Deprecated方法的功能进行实现，如线程的suspend和resume

（17）对默认选项为false的逻辑不实现，如UseNUMA启用NUMA架构的实现逻辑

（18）JNI和JVMTI选择性实现

（19）不实现vmStructs，不支持 SA（Serviceability Agent）

（20）不实现JMX、Attach及内部一些命令，如dumpheap、threaddump、jcmd及load等

（21）atomic及orderaccess等涉及到多处理器问题时，针对多核处理器来写代码

当然，后续还有非常多需要补充和完善的地方，请持续关注...

5、实现路径：

大模块的实现路径如下：

内部锁

线程

二分模型

类的加载和解析

堆的简单规划

元数据区

CodeCache

模板解释器解释执行

Serial和Serial Old垃圾收集器

C1编译器

由于各个模块都是耦合紧密，相互交错，所以具体编写时会是一个循序渐进，逐步完善的过程。不会是一个模块写完再另外一个模块，需要以基本面完善点这样一个过程。

6、后续计划

在B站上免费更新一部分视频，后续有收费开课的打算。免费课程大纲如下：

手写Java虚拟机HotSpot终于要录制一系列视频啦！

有对虚拟机、Java性能故障诊断与调优等感兴趣的人可以入群讨论。