深入理解Java之jvm启动流程
概述
当我们写一个Java类,并重写Main方法,程序就能运行起来。main方法的背后,程序为什么能运行,jvm究竟做了什么处理?要理解这些,就需要了解jvm的设计原理以及启动的流程。
虚拟机的启动入口位于share/tools/launcher/java.c的main方法,整个流程分为如下几个步骤: 1、配置JVM装载环境 2、解析虚拟机参数 3、设置线程栈大小 4、执行Java main方法
jvm启动流程分析
配置JVM装载环境
Java代码执行时需要一个JVM环境,JVM环境的创建包括两部分:JVM.dll文件的查找和装载。
JVM.dll文件查找
我们来看一段Jre通过环境的路径和系统版本寻找jvm.cfg文件的代码。
说明: 1、GetJREPath()查找当前JRE环境的所在路径; 2、ReadKnownVms()读取JRE路径\lib\ARCH(CPU构架)\JVM.cfg文件,其中ARCH(CPU构架)通过GetArch方法获取,在window下有三种情况:amd64、ia64和i386; 3、CheckJvmType确定当前JVM类型,先判断是否通过-J、-XXaltjvm=或-J-XXaltjvm=参数指定,如果没有,则读取JVM.cfg文件中配置的第一个类型; 4、GetJVMPath根据上一步确定的JVM类型,找到对应的JVM.dll文件;
JVM.dll文件的装载
调用JVM.dll文件中定义的函数初始化虚拟机中的函数。
JVM.dll文件的装载:
1、LoadLibrary方法装载JVM.dll动态连接库; 2、把JVM.dll文件中定义的函数JNI_CreateJavaVM和JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs绑定到InvocationFunctions变量的CreateJavaVM和GetDefaultJavaVMInitArgs函数指针变量上;
虚拟机参数解析
装载完JVM环境之后,需要对启动参数进行解析,其实在装载JVM环境的过程中已经解析了部分参数,该过程通过ParseArguments方法实现,并调用AddOption方法将解析完成的参数保存到JavaVMOption中,JavaVMOption结构实现如下:
AddOption代码:
AddOption核心就是对-Xss参数进行特殊处理,并设置threadStackSize,因为参数格式比较特殊,其它是key/value键值对,它是-Xss512的格式。后续Arguments类会对JavaVMOption数据进行再次处理,并验证参数的合理性。
参数处理
Arguments::parse_each_vm_init_arg方法负责处理经过解析过的JavaVMOption数据,部分实现如下:
这里列出了JavaVMOption三个常用的参数: 1、-Xmn:设置新生代的大小NewSize和MaxNewSize; 2、-Xms:设置堆的初始值InitialHeapSize,也是堆的最小值; 3、-Xmx:设置堆的最大值MaxHeapSize;
参数验证
Arguments::check_gc_consistency方法负责验证虚拟机启动参数中配置GC的合理性,实现如下: