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Java/JVM是如何构建的？看看OpenJDK吧！

简介&历史

正如有些人已经知道的那样，从Java7开始，OpenJDK就是Java的参考实现（Reference Implementation）。下图的时间线可以让你了解一下OpenJDK的历史。

OpenJDK历史（2006至今）

看看OpenJDK更详细的过去现在和将来 [1] 。

如果你想了解从Oracle，Red Hat，etcetera等供应商那里下载得来的JDK或JRE库，那么可以告诉你，它们都是起源于OpenJDK。每个供应商在此基础上添加额外的部件。出于安全，专利或其他的考虑，这些额外的添加部分并不公开源码。

OpenJDK由什么组成？

OpenJDK由许多软件库组成，主要有corba,hotspot,jaxp,jaxws,jdk,langtools,以及nashorn。在OpenJDK8和OpenJDK9之间没有新的软件库加入，但有很多改变和结构调整，主要是因为Jigsaw——Java自身的模块化[ 2 ][ 3 ][ 4 ][ 5 ]。

代码的组成以及语言的分解构成（比例是估计的）

Java语言和平台是如何构建的？

Java通过引导一个旧版本的Java——例如，Java以其自身为构件建立。旧的组件被组合在一起创建一个新的组件，即成为下一阶段的结构单元。关于这种自展的一个很好的例子请参考 Scheme from Scratch 或是 Wikipedia [7] 。

OpenJDK8 使用JDK7编译和构建，类似地， OpenJDK9 则使用JDK8编译构建。理论上，OpenJDK8是可以使用从其自身创建的影像编译的，同理，OpenJDK9也能用OpenJDK9编译。使用一个叫做循环启动影像的进程——创建OpenJDK的JDK影像，使用同样的影像，OpenJDK再一次被编译。也可以用make命令实现OpenJDK的编译：

$ make bootcycle-images # Build images twice, second time with newly built JDK

make命令在OpenJDK8和OpenJDK9下都提供了很多设置选项，可以通过命名的方式建立独立的组件或模块。如下：

$ make [component-name] | [module-name]

甚至并行运行多个构建过程，如下：

$ make JOBS= # Run parallel make jobs

最后，用install选项安装上述已构建的组件，如下：

$ make install

一些被神话了的东西

具体来说，OpenJDK或是Hotspot都不完全是用C或C++写的，代码库中相当一部分代码是良好的OLE(对象连接与嵌入)Java（详细请看上文的组成图表）。所以对OpenJDK作出贡献并不要求你必须是核心硬件开发者。即使是底层的C/C++代码库也不是那么让人望而生畏。下面就是从HotSpot repo的vm/memory/universe.cpp中摘录出的一个代码片段—— http://hg.openjdk.java.net/jdk6/jdk6/hotspot/raw-file/a541ca8fa0e3/src/share/vm/memory/universe.cpp [10]:

Universe::initialize_heap()  if (UseParallelGC) { #ifndef SERIALGC Universe::_collectedHeap = new ParallelScavengeHeap(); #else // SERIALGC fatal("UseParallelGC not supported in this VM."); #endif // SERIALGC  } else if (UseG1GC) { #ifndef SERIALGC G1CollectorPolicy* g1p = new G1CollectorPolicy(); G1CollectedHeap* g1h = new G1CollectedHeap(g1p); Universe::_collectedHeap = g1h; #else // SERIALGC fatal("UseG1GC not supported in java kernel vm."); #endif // SERIALGC  } else { GenCollectorPolicy* gc_policy;  if (UseSerialGC) { gc_policy = new MarkSweepPolicy(); } else if (UseConcMarkSweepGC) { #ifndef SERIALGC if (UseAdaptiveSizePolicy) { gc_policy = new ASConcurrentMarkSweepPolicy(); } else { gc_policy = new ConcurrentMarkSweepPolicy(); } #else // SERIALGC fatal("UseConcMarkSweepGC not supported in this VM."); #endif // SERIALGC } else { // default old generation gc_policy = new MarkSweepPolicy(); }  Universe::_collectedHeap = new GenCollectedHeap(gc_policy);

（请注意上述代码片段可能已在发布在本文后的时间里有所变更了）

从上面的代码块中可以明显看出的是，我们的目的在于展示如何使用预编译符号创建HotSpot代码来支持某种类型的GC（GenCollector），比如Serial GC（串行GC）或者Parallel GC（并行GC）。在上述代码块中，在一种或多种GC转换器被触发之前就已经选择确定了GC策略的类型了，比如，当UseAdaptiveSizePolicy被激活后，才可以选择Asynchronous Concurrent Mark and Sweep策略。在Use Serial GC和Use Concurrent Mark Sweep GC二者仅选其一的情况下，被选中的GC策略就是Mark and Sweep策略。除了提供读起来像英文一样流畅的格式简洁的代码之外，又说了这么多，已经相当清楚了，再多说就很啰嗦了。

更多注释可以在 Adopt OpenJDK Intermediate & Advance experiences [11] 文件夹的Deep Dive Hotspot stuff部分找到。

构建自己的JDK或JRE的步骤

早些时候我们提到JDK和JRE的影像——这些不再是只给Java世界中的大玩家们提供了，你和我都能很轻易的构建这样的影像。这过程中的步骤已经被简化了，想快速开始请参看 Adopt OpenJDK Getting Started Kit 和 Adopt OpenJDK Intermediate & Advance experiences 文件。想要看更详细的版本请参看 Adopt OpenJDK home page 。要从OpenJDK代码库中基本构建一个JDK影像，总结起来就是下面的几个命令：

（启动过程被简化了，忽略了一些命令，访问上述链接可以得到准确的操作步骤）

$ hg clone http://hg.openjdk.java.net/jdk8/jdk8 jdk8 (a)...OpenJDK8

或者

$ hg clone http://hg.openjdk.java.net/jdk9/jdk9 jdk9 (a)...OpenJDK9 $ ./get_sources.sh (b) $ bash configure (c) $ make clean images (d)

(设置的步骤和一些命令省略了，查看上面的链接可以查看更详细的步骤)

解释一下上述每个步骤的工作：

就像使用克隆版本库一样复制OpenJDK每次修改的版本。。。

一旦（a）已经完成，进入新创建的文件夹，执行get_sources.sh命令，等价于一次git fetch命令（抓取）或一次git pull命令（拉取远程仓库）。因为步骤（a）中只是降低基础文件而不是所有文件的成本。

这里运行一个脚本检查并创建编译与构建过程所需的配置

步骤（c）完成后，我们就算是从构建好的模块中完成了一个JDK和JRE影像文件的编译，构建和创建。

正如你看到的这样，这些步骤易如反掌，照做就可以建立一个自定义工具或者JDK/JRE影像[步骤a只需要执行一次]。

好处

• 促进Java语言&平台的发展和改进

• 了解Java语言和平台的内部构件

• 在达到以上两点的同时了解OS平台和其他技术

• 参与到F/OSS项目中

• 保持立于Java/JVM范畴的最新动态之上

• 提供有助于专业且还不能从其他如书籍，训练，工作实习，大学课程等来源获得的知识和经验

• 事业提升

• 个人发展（软技能及网络）

贡献

加入项目 Adopt OpenJDK 和 Betterrev ，向我们提供这些项目中任何与java有关的反馈。可以从加入Adoption Discuss邮件列表和其他OpenJDK相关的邮件列表开始，这些可以让你了解OpenJDK相关的最新进展和变化。为你看到的任何项目建立分支库（通过github中的fork repo），然后提交自己的改变（通过github中发起一个Pull Request）。

感谢与支持

Adopt OpenJDK 及其隶属项目由以下组织支持发展： JCP （ Openjdk team ），JUGs如 London Java Community ， SouJava 和巴西其他的JUGs，欧洲许多的JUGs比如 BGJUG (Bulgarian JUG) [18], BeJUG (Belgium JUG) [19], Macedonian JUG [20],还有许多其他的比较小的JUGs。我们希望未来会有更多JUGs组织和个人参与进来。如果你或你的JUG希望参与请联系我们。

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