回首Java——再回首JDK

如果你是剛要被Java軍訓的新兵，可有幾時對環境搭建而不知所措？又如若你是馳騁Java戰場多年的老將，可曾拿起陪伴你許久的82年的JDK回味一番？今天我們就來道一道JDK，重新來認識認識這個既熟悉又陌生的伙伴，

既然要嘮嘮JDK，首先想到的，肯定是要了解下都是誰來推進Java和JDK發展的，

Java發展的會議與組織

說起Java的起源必定要提起Sun公司，由其發起了專屬于Java的JavaOne會議，不過Sun公司被Oracle收購后，JavaOne會議同Oracle先前的Oracle OpenWorld會議并成了Oracle Code One會議，并且會議內容也不再單純討論Java的發展，另外還有JCP（Java Community Process）是個開放性的國際技術標準組織，職責是發展和更新Java 技術規范，由其推出了大量Java相關技術規范JSR，具體可點此查看，JCP的運作方式是由個人或者廠商提出JSR規范提案，再有JCP委員會的成員投票表決是否采用，其弊端是JCP委員會還是主要由廠商組成，這些規范可能更偏向于廠商的利益，而非大眾的利益，

JDK版本

我們要知道Java應用開發并不是只有常接觸的移動端 、服務端的應用開發，Sun公司根據不同業務領域方向分成了四個JDK版本：

• Java Card，主要是以具有安全防護性的方式來執行小型的Java Applet，廣泛運用在SIM卡、提款卡上；
• Java SE，前稱J2SE，Java的標準版，為JavaEE和JavaME提供了基礎類別庫以及能力，也是我們安裝部署Java環境最基礎的版本；
• Java EE，前稱J2EE，針對企業級應用的加強版，主要涉及的技術：JDBC、EJB（被Spring遮住了光芒）、Servlet、RMI、JNDI、JMS、JPA、JTS等，Java 10版本以后被Oracle公司放棄，捐獻給了Eclipse基金會，并后成為Jakarta EE;
• Java ME，前稱J2ME，主要用于移動設備、嵌入式設備上的java應用程式；

Oracle JDK vs Open JDK

Open JDK現已作為Java版本迭代的發展標準，并且開源，而Oracle JDK只不過是Open JDK的具體實作，不完全對外開源，

至于它倆的區別，下面的串列基本列出：

如果你們公司既想應用新特性，又沒有授權的話，那就使用OpenJDK 11吧！畢竟Oracle的產品總監也說了，Oracle JDK是基于OpenJDK源代碼構建的，OracleJDK和OpenJDK在Java 11后，功能基本保持一致，可見鏈接：Oracle JDK Releases for Java 11 and Later，

各版本特性及重要事件

JDK 1.0在1996年1月23日發布，Java語言有了第一個正式版本的運行環境；

JDK 1.2，Sun公司正式將Java拆分成J2SE，J2EE和J2ME三大技術體系；

JDK 1.6，終結了J2EE、J2SE、J2ME的命名方式，啟用Java SE 6、JavaEE 6、Java ME 6的命名方式，與此同時，Sun公司宣布將對Java技術開源；

JDK 7，Sun公司被Oracle公司收購，發布時間延期；

JDK 8，Oracle啟用JEP（JDK Enhancement  Proposal）定義管理新版JDK發布的新特性，完成了JDK 7規劃了但沒有實作的功能，HotSpot移除掉永久代，吸收了JRockit的Java Mission Control監控工具等功能；8u201/202版本后，如果是用作商業用途，需要收費；

JDK 9，jigsaw模塊化、增強jshell、jlink、jhsdb等工具，并支持了91個JEP；此前均以特性驅動發行版本，9開始變成以時間驅動，發布周期為6個月一個大版本，3年一個 LTS版本；

JDK 10，主要是JDK內部重構，只支持了12個JEP；Oracle公司拋棄Java EE，捐獻給Eclipse基金會；

JDK 11，推出了ZGC垃圾收集器（只支持64位的Linux機器），支持了17個JEP；第一個官宣的LTS發行版；

JDK 12：推出非Oracle開發的Shen-andoah垃圾收集器，OracleJDK隨后剔除了，存在于OpenJDK，支持了8個JEP；

JDK 13：支持5個JEP；

JDK 14：推出Windows和MacOS的ZGC垃圾收集器，支持16個JEP；

各版本具體的New Feature，大家可以直接上Oracle官網追溯，或者查看我推薦的兩篇博文：博文1傳送門、博文2傳送門，我這里就不再贅述了，后面會開個專欄，去探索實踐Java每個版本特性的實作，

解密JDK包

JDK的運用，滲透到從事Java開發作業的各位的每一天，從開發到除錯，再到發布和部署，以及上線后的運維都息息相關，相信在座的各位，一定有過疑問，jdk到底是怎么組成的？了解這些可能對我們的開發作業沒有太多的作用，但是哪位又能預料明天和bug哪個先到呢，也許這就是你找到問題根因的地方！再不濟，學習點知識，總不會有壞處！跟隨我的腳步，一起看看JDK到底是怎么構成的吧！

組成架構

我們先來看下官方檔案中Java SE版本JDK的組成架構圖：

很直接地可以看出，最下面的Java HotSpot VM，是Java運行最基礎的組件；Java SE API即我們日常編程使用的Java類別庫；JRE是Java應用程式運行的最小環境，其中包括了JVM，Java SE API類別庫和其他標準或非標準組件；JDK包含了JRE和一些Tool，Java8增加新特性Compact Profiles，是因為Java豐富的類別庫在小型應用中顯得有些累贅，便將JRE分成了三種實作，compact1、compact2和compact3，具體的拆分情況如下，可見數字越大，包含的內容越多，在編譯時，使用option： -profile，指定對應的實作方式即可，

JDK檔案組成

以windows環境的Java 8u261版本為例，針對JDK的組成架構進行解讀，先來了解下解壓或者安裝完JDK的檔案夾結構吧：

• bin目錄中存放了開發程序的編譯解釋工具，如java.exe、javac.exe等，以及開發運維作業中常用的資源消耗統計等不同功能的輔助工具，如jmap.exe、jconsole.exe、jstat.exe等，
• include目錄下可以看到都是以.h結尾的檔案，用來支持Java中用到的本地方法以及JVM除錯程式介面用到的本地技術，
• jre目錄則是jdk運行的開發環境時使用的runtime，如jdk bin目錄下的執行檔案都是建立在這個jre檔案夾的基礎上 ！當然也是可以單純用于Java撰寫的程式，需要說明的，如果存在期望依賴的jar包（如中間件的驅動程式），可以放置于jre的lib目錄下的ext檔案夾 ，
• lib目錄是存放JDK bin目錄下可執行檔案依賴的jar包等，如常見的tools.jar；
• src.zip則是Java類別庫原始碼，主要包含rt.jar，以及程式啟動器Launcher原始碼，主要功能是創建ExtClassLoader和AppClassLoader，根據配置創建SercurityManager，設定行程背景關系類加載器；

JVM

Oracle官網po出組成架構圖最下面便是最基礎、最重要的JVM技術，是在真實計算機上模擬虛擬的計算機功能，正是它的存在，才成就了“一次編譯，多次運行”；

Java8后提供了兩種模式的VM，一種是Client，通常用于客戶端應用程式，可以減少應用的啟動時間和記憶體占用，一種是Server，會提升運行時執行速度；在jvm.cfg檔案中第一個是默認實作，默認是-server KNOWN，KNOWN可設定成IGNORE，這只是表示相應的option是否啟用，

此處列出兩個Q&A，這也是我最初接觸JVM的疑問，

Q1：JVM作為Java程式最重要的組件，為什么檔案夾里沒有一個很明顯的檔案表示用于JVM的呢？

A1：JVM以動態庫的形式存在，Windows上置于jre的bin檔案夾下的server或者client檔案夾里的jvm.dll，Linux上置于jre的lib檔案下的/amd**/server或者/amd**/client檔案夾下的libjvm.so，

Q2：JVM是怎么被加載并實體化的？

A2：JVM加載是通過java.exe來完成：首先通過launcher下的main函式創建JVM裝載環境、配置，然后裝載jvm.dll，裝載完成后通過JNI本地呼叫介面找到JNI_CreateJavaVM的函式地址，然后呼叫函式去實體化JNIEnv物件：JVM，最后便通過JVM實體裝載并處理class檔案，代碼呼叫順序如下，童鞋可自行看下原始碼：main() > JLI_Launch() > CreateExecutionEnvironment() > SetJvmEnvironment() > LoadJavaVM() > JVMInit() > JavaMain() > InitializeJVM() > CreateJavaVM() [呼叫JNI介面] > LoadMainClass() > GetApplicationClass() ；

哦~~原來是這樣啊！是不是對JVM進一步認識了呢？不過這才是皮毛，剩下的等我開個專題慢慢道來！還不趕緊關注我？

 JRE 依賴包

JRE運行所依賴的jar包，包含在/jre/lib和/jre/lib/ext檔案夾下，如果有jar包希望作為JVM信任的Jar包第一時間加載，也可以直接將jar包置于/jre/lib/ext檔案夾下，介紹下所有依賴的jar包：

rt.jar介紹

Java SE版本涉及的基礎核心類別庫，原始碼則可以將jdk的src.zip解壓后查看，但是并非rt.jar中的所有包都是有原始碼的，

具體API都可以在https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/index.html查看，或者下到電腦自行查看，不同版本的API直接將"/8/"變更成你需要的Java版本即可，

接下來介紹下組成架構圖中Java SE規范除去UI Toolkits的模塊以及功能，

JDK提供的工具

所有提供的工具按照類別分組情況如下，具體的使用方法可以下載JDK的檔案查看，

• 基本工具 (appletviewer, extcheck, jar, java, javac, javadoc, javah, javap, jdb, jdeps,jaotc)
• 安全工具 (keytool, jarsigner, policytool, kinit, klist, ktab)
• 國際化工具 (native2ascii)
• RMI工具 (rmic, rmiregistry, rmid, serialver)
• Java IDL和RMI-IIOP工具 (tnameserv, idlj, orbd, servertool)
• 部署工具 (javapackager, pack200, unpack200)
• Java Web Start工具 (javaws)
• 故障排除，性能分析，監視和管理工具 (jcmd, jconsole, jmc, jvisualvm)
• Web服務工具 (schemagen, wsgen, wsimport, xjc) 

Java 9及以后

上述的組成架構圖，是基于Java 8的決議，在Java9前，由于之前JRE必須要整體部署運行，會造成一定程度不期望的性能影響或者資源消耗，Oracle公司針對這方面的考慮，在JCP組織上做了很多的作業，終于在Java 9上實作了模塊化，

Java 9之前是通過不同的package和jar對功能做區分隔離，Java9后，可以通過不同的module進行隔離，

如果打開JDK 9后檔案夾，你會發現jre檔案夾不存在了，出現了新的檔案夾：jmods，檔案夾下面的每個檔案都是一個組件，每個組件都會有一個module-info.class檔案，打開檔案你會發現，存在著類似nodejs等語言常用的關鍵字：用requires引入需要的組件、 用exports暴露的包名；其中java.base是最基礎的模塊，其他組件不需要顯示requires，

module java.sql {
    requires transitive java.logging;
    requires transitive java.transaction.xa;
    requires transitive java.xml;

    exports java.sql;
    exports javax.sql;

    uses java.sql.Driver;
}

筆者也還未曾使用過Java 8以后的版本撰寫過專案，童鞋們有沒有優秀的文章分享分享呢？

總結

通過上述的篇幅，我們可以知道：

1. JVM在JRE(JDK)中是以元件的形式存在的，windows中是jvm.dll，linux中是libjvm.so

2. JDK 8有3種實作的compact JRE，數字越大，功能越豐富

3. 組成架構圖中的Java SE API部分，位于/jre/lib和/jre/lib/ext檔案夾下jar包中

4. rt.jar包是Java SE最為核心的包

5. 組成架構圖中的Tools部分，位于jdk的bin目錄下的可執行的二進制檔案

6. JDK 9后 Java SE API不再是以jar形式存在，而是.jmod檔案，針對不同的功能進行模塊化

現在對JDK的組成結構到實際開發運用是否有了進一步理解呢？有疑問的地方，歡迎童鞋們留言討論！ 

標籤：Java

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