研究Java语言的编译器和虚拟机可参阅的资料

现在使用Java语言的人很多，但是了解Java语言实现的人非常少。如果要研究Java语言的实现，推荐研究Javac和虚拟机HotSpot的源代码实现，其中Javac相当于Java编译的前端，HotSpot是Java语言运行的基础。弄懂了Javac与HotSpot，对Java语言也就达到了“精通”的地步了。

下面我结合自己的研究过程总结一下，如果要研究Javac与HotSpot，目前可参考的一些资料、论文。

1、如何研究HotSpot虚拟机

目前市面上主流的Java虚拟机有HotSpot、JRockit、J9等，不过Hotspot是开源的，可以获取源代码，然后在本地编译调试。HotSpot是用C++语言编写的，有100万行左右的源代码，如果我们着重去研究C1、C2编译器、垃圾回收、最基础的类加载等模块，以及只针对某一特定平台和架构下的代码实现（推荐研究linux平台下的x86架构实现），那也有50万行左右的源代码，所以对于想研究HotSpot虚拟机的Java程序员来说，挑战还是不小的。本人结合自己研究HotSpot虚拟机源代码的过程，给大家推荐一些资料。

1、C和C++语言相关书籍

对于C语言，市面上经典的C语言书很多，这里只推荐几本，如《C和指针》、《C专家编程》、《C陷阱和缺陷》等。

研究好C语言对理解C++语言很重要，而且后面介绍的一些书籍也需要C语言的知识。

C++还是要买一本比较经典权威的，推荐《C++ Primer》（中文版第5版），这本书介绍的比较全面。

2、Linux系统编程相关书籍

针对那些研究Linux平台下HotSpot实现的读者来说，Linux系统下的编程知识不可少。HotSpot中有许多功能都是调用Linux系统提供的API和ABI来实现的，例如线程，Java只是将Linux的线程进行了封装抽象，为Java编程人员提供了不同平台下线程的统一使用方式。

研究Linux源代码实现的书不少，但我们不必研究那么深，只需要熟练掌握相关API与ABI的使用即可，这里推荐阅读《LINUX系统编程》。

3、编译原理相关书籍

编译原理的经典书籍有：龙书《编译原理》、虎书《现代编译原理》和鲸书《高级编译器设计与实现》，封面如下：

龙书是基础，而且讲的比较全面，如果编译原理基础不够的同学可以选择先读这本书。

虎书的实践性比较强，而且书中提到的一些理论和算法正是龙书没有详细介绍的，比如寄存器分配的着色图算法，SSA等概念，而这些是研究C2以及Graal等编译器必须要掌握的内容。

鲸书的难度比较高，而且介绍了许多编译器优化的手段，同时理论性也比较强，比如格理论等。一款编译器最能体现实力的的地方还是编译器的优化能力，如果后期想对C2以及Graal等编译器的实现研究的透彻一些，这本书还是有必要入手的。

另外还要推荐一本不可多得的好书，《可变目标C编译器》，这本书带有完整的源代码，可导入Eclipse CDT等支持C和C++编译开发的IDEA中进行本地编译调试，对学习编译原理有很好的效果。更重要的是，这本书第14章关于指令选择相关的理论在C2编译器中也有用到，对C2编译器实现有很深了解的大神“R 大”也提到了这点。

4、垃圾回收相关书籍

现在市面上关于HotSpot垃圾回收相关源代码分析的书籍有两本，《JVM G1源码分析和调优》和《新一代垃圾回收器ZGC设计与实现》，都是同一个人写的，写的还行，是我们研究G1和ZGC实现最好的参考资料了。

5、对JVM整体进行源代码解读的相关书籍

目前市面上主要有2本，《HotSpot实战》和《揭秘Java虚拟机：JVM设计原理与实现》

《HotSpot实战》这本书出版时间比较早，虽然也有对源代码实现的分析，但讲的比较笼统，不深入，不过也值得一读。

《揭秘Java虚拟机：JVM设计原理与实现》这本书值得一读，尤其是对Java虚拟机了解很少并且对C和C++语言也不熟悉的人。这本书把基础模块的一些源代码实现讲清楚了，比如类的加载、方法的运行等，没有涉及到对垃圾回收以及具体编译器实现的讲解。

6、汇编语言

HotSpot无论采用解释执行还是编译执行，最终都会将Java源代码翻译为本地的汇编指令，如果读者是研究linux平台下HotSpot的实现，可以阅读《深入理解程序设计:使用Linux汇编语言》。另外汇编语言相关的经典书籍还有王爽的《汇编语言》，但是这本书给出的汇编代码是Intel风格的写法，有兴趣的也可以研究下。