手写JAVA虚拟机(二)——实现java命令行

　　咱们都知道，咱们编译.java并运转.class文件时，需求一些java指令，如最简略的helloworld程序。java初学者可以看一下下面的教程。

　　这儿的程序最好不要加包名，因为加了包名的话编译和运转需求有所改动。

　　看这儿的指令。javac为编译指令，咱们知道java的特点是一次编译，处处运转。这儿的编译指的就是javac，关于java程序即.java文件，先要用javac编译成字节码。然后将字节码(.class文件)放到java虚拟机中运转，即上图中的java HelloWorld，java虚拟机把字节码翻译成对应机器上的机器指令，再由机器来履行详细的机器指令。也就是说java程序员是直接与java虚拟机交互，简介与机器交互。所以虚拟机完结的是java指令，也就是咱们要完结的是java这个指令的功用。

　　那么咱们把榜首个方针定为，完结简略的指令行。即咱们经过指令行能够输入一些内容，虚拟机读取之后能够给必定的反应。

　　GO言语中有两个和指令行相关的包，分别是os和flag(java中以类库即jar文件导入，go中直接以包的办法导入)。

　　首先在GOPATH目录下的src里边新建一危机公关趋势个jvmgo文件夹作为咱们的作业空间目录，jvmgo里边再新建一个ch01为咱们的榜首个方针源码文件夹，增加cmd.go文件。

　　在cmd.go里边输入如下代码(因为博客园的增加代码办法不支持go言语上色，所以选用C言语上色，高亮可能不太正确)

　　package main import "flag" import "fmt" import "os" //界说Cmd结构体 type Cmd struct{ helpFlag bool versionFlag bool cpOption string class string args []string } //解析指令行参数 func parseCmd() *Cmd { cmd:=&Cmd{} //将printUsage函数传给flag.Usage flag.Usage=printUsage //设置各种解析的选项 flag.BoolVar(&cmd.helpFlag, "help", false, "print help message") flag.BoolVar(&cmd.helpFlag, "?", false, "print help message") flag.BoolVar(&cmd.versionFlag, "version", false, "print version and exit") flag.StringVar(&cmd.cpOption, "classpath", "", "classpath") flag.StringVar(&cmd.cpOption, "cp", "", "classpath") //一切选项设置完结后调用flag.Parse解析一切选项，假如Parse失利，则调用flag.Usage打印协助信息 flag.Parse() //调用flag.Args函数捕获未被解析的参数，榜首个参数为主类名，后边的为传递给主类的参数 args:=flag.Args() if len(args)>0{ cmd.class=args[0] cmd.args=args[1:] } return cmd } func printUsage() {电商运营改造方案 fmt.Printf("Usage:%s[-options] class [args...] ",os.Args[0]) }

　　榜首行为包名，main包，接着引入了三个包os，flag，fmt。os和flag都是处理指令行所需的包，fmt类似于C言语的printf和scanf等格式化IO。再往下界说了一个结构体Cmd，用来这个数据结构来格式化存储输入的指令行信息。helpFlag参数为指令行是否恳求help，versionFlag参数为指令行是否恳求version，cpOption为指令行传入的classpath即方针.class文件地点文件夹，class为指令行传入的.class文件名(不包括.class)，args为指令行传入的其他参数。

　　紧接着是一个parseCmd函数(go言语有函数和办法之分，办法调用需求receiver，函数调用则不需求 )，回来值为*Cmd，用来解析cmd传过来的参数。该函数里边先声明一个cmd并给这个cmd赋值一个新建的Cmd对象。go言语中的“:=”为声明并赋值，而"="为赋值。先把printUsage的函数赋值给flag.Usage，然后调用flag设置需求解析的选项，悉数解析结束，调用Parse函数解析一切选项。解析成功则结束，解析失利则调用printUsage打印到控制台。

　　flag.Args能够捕获其他没有被解析的参数。上面解析成功之后，榜首个参数就是主类名，剩余的就是传给主类的参数。

　　东西类编写完结，下一个是

　　主函数。先上主函数代码：

　　package main import "fmt" func main() { //调用parseCmd解析指令行参数 cmd:=parseCmd() if cmd.versionFlag{ //输入了-version选项 fmt.Println("version 0.0.1") }else if cmd.helpFlag||cmd.class==""{ //输入了-help选项 printUsage() }else{ //发动jvm stratJVM(cmd) } } func stratJVM(cmd *Cmd){ fmt.Printf("classpath:%s class:%s args:%v ", cmd.cpOption,cmd.class,cmd.args) }

　　跟java类似，在go里边main是一个特殊的包，go程序的入口就是main函数，可是不接受任何参数，也不能有回来值。main函数先调用parseCmd解析指令行参数，假如是-version则回来版本号，假如是-help则回来协助信息，假如是其他则发动jvm，这儿用一些输出信息“伪装”发动了jvm，真正的jvm代码后边会加上。

　　至此，对指令行的解析作业悉数完结。先展现一下整个作业目录的结构，不然后边编译运转的时分会犯错。

　　咱们的作业目录是D盘下的JVM里的goWorkSpace，再下面src，jvmgo，ch01，ch01里边包括的是咱们的go文件。

　　来测验一下，翻开一指令行，输入go install jvmgoch01。这个指令是运用go.exe来install文件，这个文件存在于GOPATH下面的文件夹(jvmgoch01中)，结果如图：

　　然后在作业空间(GOPATH)的bin文件夹中就多出了一个ch01.exe。

　　在此处翻开指令行。能够进行一些操作：

　　到这儿，咱们的指令行东西就完结了，尽管还没有触及真正的虚拟机规划，但这也是虚拟机运转的重要一步，后边会逐渐介绍虚拟机的规划。

　　同理，如果在unlock操作中，就是释放了锁，然后unpark，这儿就不详细讲了。

　　咱们知道HashMap不是一个线程安全的容器，最简略的办法使HashMap变成线程安全就是运用Collections.synchronizedMap，它是对HashMap的一个包装

　　public static Map m=Collections.synchronizedMap(new HashMap());

　　同理关于List，Set也供给了类似办法。

　　可是这种办法只适合于并发量比较小的状况。

　　咱们来看下synchronizedMap的完成

　　它会将HashMap包装在里面，然后将HashMap的每个操作都加上synchronized。

　　由于每个办法都是获取同一把锁(mutex)，这就意味着，put和remove等操作是互斥的，大大减少了并发量。

　　下面来看下ConcurrentHashMap是怎么完成的

　　在 ConcurrentHashMap内部有一个Segment段，它将大的HashMap切分成若干个段(小的HashMap)，然后让数据在每一段上Hash，这样多个线程在不同段上的Hash操作一定是线程安全的，所以只需要同步同一个段上的线程就可以了，这样完成了锁的别离，大大增加了并发量。

　　在运用ConcurrentHashMap.size时会比较费事，由于它要计算每个段的数据和，在这个时分，要把每一个段都加上锁，然后再做数据计算。这个就是把锁别离后的小小坏处，可是size办法应该是不会被高频率调用的办法。

　　在完成上，不运用synchronized和lock.lock而是尽量运用trylock，一起在HashMap的完成上，也做了一点优化。这儿就不提了。