haidnorJVM

使用 Java17 编写的 Java 虚拟机

意义

1. 纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。只学习 JVM 机制和理论，很多时候任然觉得缺乏那种大彻大悟之感
2. 使用简单的方式实现 JVM，用于学习理解 JVM 运行原理

主要技术选型

• Java 17
• Apache Commons BCEL
• Apache Commons CLI

实现功能

• 支持基本数据类型数学运算
• 支持循环、条件结构代码、switch 语法（开发中...）
• 支持创建对象，访问对象
• 支持多态继承、接口
• 支持反射
• 支持 JDK 中自带的 Java 类
• 支持访问静态方法
• 支持异常
• lambda 表达式（开发中...）

局限性

• 不支持多线程
• 不支持多维数组
• 垃圾回收依靠宿主 JVM

快速体验

你需要准备什么

1. 集成开发环境 (IDE)。你可以选择包括 IntelliJ IDEA、Spring Tools、Visual Studio Code 或 Eclipse 等等
2. JDK 17。并配置 JAVA_HOME
3. JDK 8。haidnorJVM 的主要目标是运行 Java8 本版的字节码文件。(但 haidnorJVM 没有强制要求字节码文件是 Java8 版本)
4. Maven

配置 haidnorJVM

配置日志输出级别

在 resources\simplelogger.properties 文件中修改日志输出级别，一般使用 debug、info

• 配置 info 级别将不会看到任何 haidnorJVM 内部运行信息
• 配置 debug 级别下运行将会非常友好的输出 JVM 正在执行的栈信息 (例如使用 haidnorJVM 运行以下代码)

public class Demo5 {

    public static void main(String[] args) {
        String str = method1("hello world");
        method1(str);
    }

    public static String method1(String s) {
        return method2(s);
    }

    public static String method2(String s) {
        return method3(s);
    }

    public static String method3(String s) {
        System.out.println(s);
        return "你好 世界";
    }
    
}

配置 rt.jar

修改 haidnorJVM.properties 文件中的内容。配置 rt.jar 的绝对路径，例如rt.jar=D:/Program Files/Java/jdk1.8.0_361/jre/lib/rt.jar

运行单元测试用例

打开 test 目录下的 haidnor.jvm.test.TestJVM 类文件。 这是 haidnorJVM 功能的主要测试类。 里面的测试方法可以解析并加载一些class字节码文件。

@Test
public void test() throws Exception {
    runMainClass(HelloWorld.class);
}

例如以上代码会加载 HelloWorld.class 类在 target 目录下的字节码文件，然后使用 haidnorJVM 运行其中的 main 函数。你可以使用打断点的方式看到 haidnorJVM 是如何解释运行 Java 字节码的。
值得注意的是，这种方式编译运行的字节码文件是基于 java17 版本的。

运行 .class 文件

1. 使用 maven 命令将 haidnorJVM 编译打包，得到 haidnorJVM.jar 文件
2. 编写一个简单的程序，例如以下代码

   public class HelloWorld {
      public static void main(String[] args) {
        System.out.println("HelloWorld");
      }
   }
   

3. 编译代码，得到 HelloWorld.class 文件。（推荐使用 JDK8 进行编译）
4. 使用 haidnorJVM 运行程序。执行命令 java -jar haidnorJVM.jar -class R:\HelloWorld.class。注意需要 class 文件的绝对路径

运行 .jar 文件

1. 使用 maven 命令将 haidnorJVM 编译打包，得到 haidnorJVM.jar 文件
2. 编写一个 java 项目编译打包成 .jar 文件，例如 demo.jar。要求 .jar 文件中的 META-INF/MANIFEST.MF 文件内有 Main-Class 属性 (含有 public static void main(String[] args) 方法的主类信息)
3. 使用 haidnorJVM 运行程序。执行命令 java -jar haidnorJVM.jar -class R:\demo.jar。注意需要 jar 文件的绝对路径

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