一文告诉你，为什么要研究JVM原理

举一个例子，一个车间流水线工人知道怎么把汽车的每一个零部件放在什么位置，从而能够把一个完整的汽车拼装起来，并且能跑起来，但是汽车坏了装配工人不会修啊，不要紧，有专门的维修技术人员！所以就诞生了汽车维修工这个职业；相比之下，程序员们有好多现成的API可用、清晰业务逻辑、知道哪块代码放在什么位置合适，所以他们写出了业务代码。但是一旦他们的代码上线以后出了问题，是没人给他们维修的。你听说过代码维修人员吗？肯定没有，有人说运维，但是运维只是把问题收集了以后，不还得反馈给开发来解决。所以程序员不仅要会写，还要懂得代码的具体的运行机制和原理。要不然会死的很惨。

简单就是复杂，复杂就是简单。任何的一个高级语言，其底层无一例外的都是经过各种解码，各种封装，转换成计算机cpu能执行的机器指令。 就像Java一样，我们写的Java代码JVM认识吗？不认识！ 这时候还需要给虚拟机配备一下翻译：类加载器，底层通过类加载器翻译成字节码文件，这样JVM就能认识了。JVM其实就是一个运行的环境，它负责将字节码文件按照顺序放到cpu的高速缓存中，然后cpu按照顺序进行执行。

 JVM作为一款虚拟机，本身便是技术之集大成者，里面包含方方面面的底层技术知识。抛开如今Java如日中天之态势不说，纯粹从技术层面看，JVM也值得广大技术爱好者深入研究。可以说，从最新的硬件特性，到最新的软件技术，只要技术被证明是成熟的，都会在JVM里面见到其踪影。JDK的每一次更新，从内部到核心类库，JVM都会及时引入这些最新的技术或者算法，这便是技术传承意义之所在。随着云计算、大数据、人工智能等最新技术的发展，Java技术生态圈也日益庞大，JVM与底层平台以及与其他编程语言和技术的交互、交织日益深入，这些都离不开对JVM内部机制的深入理解。如果说以前在中间件与框架领域的大展身手，依靠的是Java语言层面的特性和技术，那么以后越来越多的技术红利将会因JVM层面之创新而得以显现。

    被真相所蒙蔽，是一件痛苦的事。我们在一个被层层封装的世界里进行开发和设计，操作系统、各种中间件与框架，将底层世界隐藏得结结实实。我们一方面享受着高级编程语言所带来的高效、稳定、快速的开发体验，然而另一方面，却又如同行走于黑暗之中。我们不知道路的下面是否有坑，即使有坑，可能也不知道如何排除。Java的很多概念和技术，很多时候由于我们对底层机制的不了解，而让我们感到十分高深莫测，无法知其全貌。这种感觉非常痛苦，尤其是技术修炼到一定阶段的时候。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。即使从Java语言层面下探到JVM层面，但是若只囿于对JVM机制理论和概念上的理解，很多时候仍然觉得缺乏那种大彻大悟之感。计算机作为一门科学，与其他的科学领域一样，不仅需要对其理论的理解，也需要能够去实证。例如爱因斯坦的相对论十分高深，但是通过对引力波和红移的观测，其变得形象和生动起来。Java的部分概念经过“口口相传”，似有过于夸大其技术神秘性之嫌，让人望而生畏。例如，与volatile关键字相关的内存可见性、指令乱序等概念，给人无比博大深奥的印象，但是如能抛开概念，直接看底层实现机制，并辅以具体的实验论证，则会形成深刻而彻底的认知。

  其实，这世界本来就很简单。在可观测的实验结果与可理解的底层机制面前，一切浮夸的概念都自然会现出原形。因此，采用自底而上的技术研究之道，相比自顶而下的办法，便多了更多窥透本质的自信和平实。同一个底层概念，在不同的高级编程语言里，在概念、叫法上很少能够保持一致。采用自底而上的探索方法，能够揭开各种深奥概念的神秘面纱，还原一个清明简洁的世界。自然理解曲线也不会有大起大落。研究JVM的过程，就是与大师们进行精神沟通和心灵交流的过程，虽然过程会比较痛苦。研究诸如Linux、JVM这样的底层程序，你能学习到大师级的理念，更能够见识到经无数牛人反复锤炼后的技术。天长日久的耳濡目染，终有一天你也会成为大师，你也会拥有大师级的眼光，你也会拥有开阔的胸怀。如同音乐家李健，人们如此喜欢他，并不仅仅是因为他歌唱得好，更多的是因为气质。而这种气质来自于博览群书，来自于对艺术的长久修炼。计算机从某种程度上而言，也是一门艺术，工程师和程序员们要想进化，对计算机艺术的修炼必不可少。与大师进行精神沟通，不仅能够修炼到计算机的艺术，更能直接感受并养成大师身上所具备的气质。

我们不知道Java还能走多远，未来是否会被淘汰，但你不能因此就否定研究JVM的意义。JVM作为一款虚拟机，各种底层技术和理论都有涉及，若你能研究透彻，则能一通百通。其实大部分语言，诸如Python、JavaScript等高级面向对象语言虚拟机的机制，发现它们内部的整体思路都相差不大。同时，JVM本身在运行期干了一部分C或C++语言编译器所干的事，例如符号解析、链接、面向对象机制的实现等，通过对这些机制的分析，从来没有研究过C/C++编译器原理的我，基本也能够猜出C/C++编译器可能的实现方式，后来翻阅了相关资料，果不其然。理解编译与虚拟机的实现机制是一方面，另一方面，通过深挖JDK核心类库的内部实现，则能够深刻理解线程、并发、I/O等比较高深的技术内幕。例如Java NIO，何谓VMA？何谓内核映射？若想真正彻底理解这些概念，不从底层入手，恐怕很难有一个具象化的认知。

    总之，研究JVM，是一件非常能够提升开发者内功的事情，未来无论出现什么样的新语言、新技术、新概念，你总是能够不被表面的东西所迷惑，而是能够透过层层封装，看清事物的本质，你总是能够以极低的学习成本，迅速理解新的东西。从一个更为广阔的视角，使用发散的思维去看，不一定非要研究JVM才能有很大收获，研究其他技术的底层，会有异曲同工之妙。而我只不过恰好生在了这个年代，这个Java语言大行其道的年代，所以就恰好对其做了一个比较深入的研究而已。工具有时空疆界，而技术思想则没有，其总能穿越千万年的时空，无限延伸。
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