Java虚拟机精讲【2.4】
第4章剖析HotSpot的Launcher
JVM 只有由启动器成功启动之后，才能够正常运行，而在 HotSpot 中 Launcher 就承担着这个任务。对于绝大多数的 Java 开发人员而言，或许并不是很清楚 HotSpot 的启动过程与细节，那么从本章开始，笔者将会带领大家一起走进 HotSpot 的源码世界中去一探究竟。
4.1 HotSpot的源码目录结构
在开始正式深入学习 HotSpot 的源码之前，大家首先需要明白 HotSpot 的源码目录结构是怎样构成的，以及每一个目录中所包含的特定功能模块实现是什么。只有在彻底弄清楚这些问题后，才能更有针对性地阅读和学习 HotSpot 的源码。尽管 HotSpot 只是属于 OpenJDK项目中的一个功能子集，但是 HotSpot 却在整个 OpenJDK 项目中占据了非常重要的地位；所以本书只会针对 HotSpot 项目的源码进行讲解，大家只需关注 HotSpot 即可。
在解压后的 HotSpot 源码目录下，主要由 agent、 make、 src 和 test 这 4 个子目录构成了HotSpot 源码的整体目录结构。其中 agent 目录下包含了 Serviceability Agent 的客户端实现； make 目录下包含了用于 build 出 HotSpot 的各种配置文件；而 src 目录则是其中最重要的一个子目录，该目录下包含了 HotSpot 的所有源码实现（比如：与 CPU 的相关实现、与操作系统的相关实现、与平台无关的通用实现、 HotSpot 的核心功能实现、各类 GC 的实现，以及执行引擎的相关实现等）；至于 test 目录下仅仅只是包含了 HotSpot 相关的一些单元测试用例。
在此需要提醒大家，尽管 Java 继承了 C 语言的语法结构，并改编了 C++语言的对象模型，但是彼此之间仍然存在着一定的语法差异。所以 Java 开发人员在阅读 HotSpot 的源码时，千万不要停留在语法细节上钻牛角尖，只需要关注具体的数据结构和算法即可。
① HotSpot 的源码目录结构引用自博文： http://hllvm.group.iteye.com/group/topic/26998。
4.2 Launcher简介
Launcher 是一种用于启动 JVM 进程的启动器，并且可以根据类别划分为两种不同的Launcher，一种是正式版的启动器，也就是大家在 Windows 平台下经常用到的 java.exe 和javaw.exe 程序。前者在运行时会保留控制台，以及显示程序的输出信息。而后者主要是用于执行 Java 的 GUI 程序，也就是说，使用 javaw.exe 执行 Java 程序时将不会显示任何的程序的输出信息。关于 Launcher 的具体使用方式和标准选项配置，大家可以在控制台中输入命令“ java-help”，如下所示。
具体用法： java [-options] class [args...](执行类) 或 java [-options] -jar jarfile [args...](执行 jar 文件) 其中选项包括： -d32 使用 32 位数据模型(如果可用) -d64 使用 64 位数据模型(如果可用) -client 选择"client"VM -server 选择"server"VM -hotspot 是"client"VM 的同义词[已过时], 默认 VM 是 client -cp 目录和 zip/jar 文件的类搜索路径 -classpath 目录和 zip/jar 文件的类搜索路径用“ ;”分隔的 目录,JAR 档案和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件 -D<name>=<value> 设置系统属性 -verbose[:class|gc|jni] 启用详细输出 -version 输出产品版本并退出 -version:<value> 需要指定的版本才能运行 -showversion 输出产品版本并继续 -jre-restrict-search|-no-jre-res trict-search 在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE -? –help 输出此帮助消息 -X 输出非标准选项的帮助 -ea[:<packagename>...|:<classname>] -enableassertions[:<packagename> ...|:<classname>] 按指定的粒度启用断言 -disableassertions[:<packagename >...|:<classname>] 禁用具有指定粒度的断言 -esa | -enablesystemassertions 启用系统断言 -dsa | -disablesystemassertions 禁用系统断言 -agentlib:<libname>[=<options>] 加 载 本 机 代 理 库 <libname>, 例 如 -agentlib: hprof, 另 请 参 阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help -agentpath:<pathname>[=<options>] 按完整路径名加载本机代理库 -javaagent:<jarpath>[=<options>] 加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang. instrument -splash:<imagepath> 使用指定的图像显示启动屏幕大家千万不要认为 Launcher 就是虚拟机实现，其实从严格意义上来说， Launcher 只是一个封装了虚拟机的执行外壳，由它负责装载 JRE 环境和 Windows 平台下的 jvm.dll 动态链接库（ Linux 平台下则是装载 libjvm.so）。 在一个 JVM 的进程内部，只能执行一个指定的 Java程序，也就是说，当执行多个 Java 程序时，也就意味着同时启动了多个 JVM 进程。在 1.5.6节中，本书示例了如何编译一个 Debug 版本的 HotSpot，所以为了调试跟踪方面，大家可以使用 Java 的另一种启动器 gamma。在 HotSpot 中 Launcher 是使用 C 语言编写的，对比 gamma和 java 后不难发现两者的源码几乎是一模一样的，仅存在少量差异，也就是说， 在 OpenJDK中 gamma 和 java 是共用的同一套 Launcher 源码实现。 gamma 的源码在 HotSpot 的源码目录下，大家可以在/hotspot/src/share/tools/launcher/java.c 中找到。而 java 却并非包含在 HotSpot的源码目录下，而是包含在/jdk/src/share/bin/main.c 中。
尽管 Launcher 并非是 HotSpot 的核心，甚至应该算是 HotSpot 中比较“外围”的功能模块，但既然是这样，笔者为什么还需要大费周章地对 Launcher 的源码进行剖析？其实了解Launcher 的执行原理是非常有意义的。既然 Launcher 是 JVM 的启动器，那么必然会由它负责调用 HotSpot 的核心代码对 JVM 执行初始化，以及由它负责维护 JVM 的整个生命周期，所以理解 Launcher 的执行原理，是迈进 HotSpot 的第一步。
4.3 跟踪Launcher的执行过程
本书并非只是一本单纯讲解 Java 虚拟机原理的理论性读物，从本章开始，大家将会从以往的枯燥和乏味中深入到 HotSpot 的具体实现细节上。对于那些曾经想要深入研究 JVM技术却又止步于源码面前的 Java 开发人员而言，本书的知识点将会是你们迫切想要得到的答案。