JVM系列.JDK演进历史

Java程序员为什么要了解虚拟机相关的知识

Java程序在设计之初就号称“一次编译，到处运行”。Java之所以能做到“一次编译，处处运行”是因为Java虚拟机隐藏了底层技术的复杂性以及机器和操作系统的差异性。

运行程序的物理机千差万别，而Java虚拟机则在千差万别的物理机上面建立了统一的运行平台，实现了在任意一台Java虚拟机上编译的程序，都能在任何其他Java虚拟机上正常运行。

这一极大的优势使得Java应用的开发比传统C/C++应用的开发更高效快捷，程序员可以把主要精力放在具体业务逻辑，而不是放在保障物理硬件的兼容性上。通常情况下，一个程序员只要了解了必要的Java类库API、Java语法，学习适当的第三方开发框架，就已经基本满足日常开发的需要了。

随着Java技术的不断发展，它已被应用于越来越多的领域之中。其中一些领域，如互联网、能源、金融、通信等，对程序的性能、稳定性和扩展性方面会有极高的要求。

一段程序很可能在10个人同时使用时完全正常，但是在10000个人同时使用时就会缓慢、死锁甚至崩溃。毫无疑问，要满足10000个人同时使用，需要更高性能的物理硬件，但是在绝大多数情况下，提升硬件性能无法等比例提升程序的运行性能和并发能力，甚至有可能对程序运行状况没有任何改善。这里面有Java虚拟机的原因：为了达到“所有硬件提供一致的虚拟平台”的目的，牺牲了一些硬件相关的性能特性。如果开发人员不了解虚拟机诸多技术特性的运行原理，就无法写出最适合虚拟机运行和自优化的代码。

Java技术体系

如果仅从传统意义上来看，JCP官方所定义的Java技术体系包括了以下几个组成部分：

• Java程序设计语言
• 各种硬件平台上的Java虚
• Class文件格式
• Java类库API
• 来自商业机构和开源社区的第三方Java类库

JCP：就是人们常说的“Java社区”，这是一个由业界多家技术巨头组成的社区组织，用于定义和发展Java的技术规范。

Java发展历

JDK 1.0发布

1996年1月23日，JDK 1.0发布，Java语言有了第一个正式版本的运行环境。JDK 1.0提供了一个纯解释执行的Java虚拟机实现（Sun Classic VM）。JDK 1.0版本的代表技术包括：Java虚拟机、Applet、AWT等。

JDK 1.1发布

1997年2月19日，Sun公司发布了JDK 1.1，Java里许多最基础的技术支撑点（如JDBC等）都是在JDK 1.1版本中提出的，JDK 1.1版的技术代表有：JAR文件格式、JDBC、JavaBeans、RMI等。Java语言的语法也有了一定的增强，如内部类（Inner Class）和反射（Reflection）都是在这时候出现的。

JDK 1.2发布

1998年12月4日，JDK迎来了一个里程碑式的重要版本：工程代号为Playground（竞技场）的JDK 1.2。

Sun在这个版本中把Java技术体系拆分为三个方向，分别是面向桌面应用开发的J2SE（Java 2 Platform，StandardEdition）、面向企业级开发的J2EE（Java 2 Platform，Enterprise Edition）和面向手机等移动终端开发的J2ME（Java 2 Platform，Micro Edition）。

J2EE：J2EE包含13种核心技术，分别包括JDBC, JNDI, EJBs, RMI, JSP, Java servlets, XML, JMS, Java IDL, JTS, JTA, JavaMail 和 JAF。具体介绍可以参考这篇博客

J2EE在JDK 10以后被Oracle认为是一个不赚钱的业务，捐献给Eclipse基金会管理，但是不允许使用Java商标，所以改称为Jakarta EE。

在这个版本中出现的代表性技术非常多，如EJB、Java Plug-in、Java IDL、Swing等，并且这个版本中Java虚拟机第一次内置了JIT（Just In Time）即时编译器（JDK 1.2中曾并存过三个虚拟机，Classic VM、HotSpot VM和Exact VM，其中Exact VM只在Solaris平台出现过；后面两款虚拟机都是内置了JIT即时编译器的，而之前版本所带的Classic VM只能以外挂的形式使用即时编译器）。在语言和API层面上，Java添加了strictfp关键字，Java类库添加了现在Java编码之中极为常用的一系列Collections集合类等。

JDK 1.3发布

2000年5月8日，工程代号为Kestrel（美洲红隼）的JDK 1.3发布。相对于JDK1.2，JDK 1.3的改进主要体现在Java类库上（如数学运算和新的Timer API等），JNDI服务从JDK 1.3开始被作为一项平台级服务提供（以前JNDI仅仅是一项扩展服务），使用CORBA IIOP来实现RMI的通信协议，等等。这个版本还对Java 2D做了很多改进，提供了大量新的Java 2D API，并且新添加了JavaSound类库。

JDK 1.4发布

2002年2月13日，JDK 1.4发布，工程代号为Merlin（灰背隼）。JDK 1.4是标志着Java真正走向成熟的一个版本，Compaq、Fujitsu、SAS、Symbian、IBM等著名公司都有参与功能规划，甚至实现自己独立发行的JDK 1.4。哪怕是在近二十年后的今天，仍然有一些主流应用能直接运行在JDK 1.4之上，或者继续发布能运行在1.4上的版本。JDK 1.4同样带来了很多新的技术特性，如正则表达式、异常链、NIO、日志类、XML解析器和XSLT转换器，等等。

JDK 5发布

2004年9月30日，JDK 5发布，工程代号为Tiger（老虎）。Sun公司从这个版本开始放弃了谦逊的“JDK 1.x”的命名方式，将产品版本号修改成了“JDK x”。从JDK 1.2以来，Java在语法层面上的变动一直很小，而JDK 5在Java语法易用性上做出了非常大的改进。如：自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数、遍历循环（foreach循环）等语法特性都是在JDK 5中加入的。在虚拟机和API层面上，这个版本改进了Java的内存模型（Java Memory Model，JMM）、提供了java.util.concurrent并发包等。另外，JDK 5是官方声明可以支持Windows 9x操作系统的最后一个JDK版本。

JDk 6发布

2006年12月11日，JDK 6发布，工程代号为Mustang（野马）。

在这个版本中，Sun公司终结了从JDK 1.2开始已经有八年历史的J2EE、J2SE、J2ME的产品线命名方式，启用Java EE 6、Java SE 6、Java ME 6的新命名来代替。

JDK 6的改进包括：提供初步的动态语言支持（通过内置Mozilla JavaScript Rhino引擎实现）、提供编译期注解处理器和微型HTTP服务器API，等等。同时，这个版本对Java虚拟机内部做了大量改进，包括锁与同步、垃圾收集、类加载等方面的实现都有相当多的改动。

JDK 6发布后，Sun公司把Java开源了，形成了OpenJDK项目。OpenJDK和JDK的代码基本一致，除了极少量的产权代码（Encumbered Code，这部分代码所有权不属于Sun公司，Sun本身也无权进行开源处理）外，OpenJDK几乎拥有了当时JDK的全部代码。

我们可以这样简单理解两者的关系。JDK的的代码是master主分支上的代码，openJDK是从master上拉出来的一个产品线，在这个分支上删除了Encumbered Code等这些产权代码。所以如果你用不到这些产权特性的话，JDK和OpenJDK可以认为是一致的。

JDK 7发布

在JDK 7发布之前，Java的老东家Sun公司被Oracle收购了。在原本计划在JDK 7中发布的很多特性不能如期完成。

为了保证如期发布JDK 7，Oracle大幅裁剪了JDK 7预定目标，以保证JDK 7的正式版能够于2011年7月28日准时发布。主要措施是把不能按时完成的Lambda项目、Jigsaw项目和Coin项目的部分改进延迟到JDK 8之中。

最终，JDK 7包含的改进有：提供新的G1收集器（G1在发布时依然处于Experimental状态，直至2012年4月的Update 4中才正式商用）、加强对非Java语言的调用支持（JSR-292，这项特性在到JDK 11还有改动）、可并行的类加载架构等。

JDK 8发布

2014年3月18日，JDK 8发布。从JDK 8开始，Oracle启用JEP（JDK Enhancement Proposals）来定义和管理纳入新版JDK发布范围的功能特性。JDK 8提供了那些曾在JDK 7中规划过，但最终未能在JDK 7中完成的功能，主要包括：

• JEP 126：对Lambda表达式的支持，这让Java语言拥有了流畅的函数式表达能力。
• JEP 104：内置Nashorn JavaScript引擎的支持。
• JEP 150：新的时间、日期API。
• JEP 122：彻底移除HotSpot的永久代。

以上只是列出了JDK 8的部分新特性。

JDK 9发布

2017年9月21日，JDK 9发布。JDK 9主要发布了Jigsaw（支持Java模块化，对标OSGi），除了Jigsaw外，JDK 9还增强了若干工具（JS Shell、JLink、JHSDB等），整顿了HotSpot各个模块各自为战的日志系统，支持HTTP 2客户单API等91个JEP。

JDK 9以后，Oracle宣布每六个JDK大版本中才会被划出一个长期支持（Long Term Support，LTS）版，只有LTS版的JDK能够获得为期三年的支持和更新，普通版的JDK就只有短短六个月的生命周期。JDK 8和JDK 11会是LTS版，再下一个就到2021年发布的JDK 17了。

JDK 10发布

2018年3月20日，JDK 10如期发布，这版本的主要研发目标是内部重构，诸如统一源仓库、统一垃圾收集器接口、统一即时编译器接口（JVMCI在JDK 9已经有了，这里是引入新的Graal即时编译器）等，这些都将会是对未来Java发展大有裨益的改进，但对普通用户来说JDK 10的新特性就显得乏善可陈，毕竟它只包含了12个JEP，而且其中只有本地类型推断这一个编码端可见的改进。

JDK10以后，Oracle选择把J2EE“扫地出门”，所有权直接赠送给Eclipse基金会，唯一的条件是以后不准再使用“Java”这个商标[插图]，所以取而代之的将是Jakarta EE。

JDK 11发布

2018年9月25日，JDK 11发布，这是一个LTS版本的JDK，包含17个JEP，其中有ZGC这样的革命性的垃圾收集器出现，也有把JDK 10中的类型推断加入Lambda语法这种可见的改进。

JDK 12发布

2019年3月20日，JDK 12发布，只包含8个JEP，其中主要有Switch表达式、Java微测试套件（JMH）等新功能，最引人注目的特性无疑是加入了由RedHat领导开发的Shen-andoah垃圾收集器。

Shenandoah作为首个由非Oracle开发的垃圾收集器，其目标又与Oracle在JDK 11中发布的ZGC几乎完全一致，两者天生就存在竞争。Oracle马上用实际行动抵制了这个新收集器，在JDK 11发布时才说应尽可能保证OracleJDK和OpenJDK的兼容一致，转眼就在OracleJDK 12里把Shenandoah的代码通过条件编译强行剔除掉，使其成为历史上唯一进入了OpenJDK发布清单，但在OracleJDK中无法使用的功能。