jvm.dll源代碼

本文分析之代碼，《JavaTM 2 SDK, Standard Edition, v1.4.2 fcsCommunity Source Release》，可從sun官方網站下載，主要分析的源代碼為：j2se\src\share\bin\java.cj2se\src\windows\bin\java_md.c

java.c是什么東西

‘java程序’源代碼所謂‘java程序’，包括jdk中的java.exe\javac.exe\javadoc.exe，java.c源代碼中通過JAVA_ARGS宏來控制生成的代碼，如果該宏沒定義則編譯文件控制生成java.exe否則編譯文件控制生成其他的‘java程序’。比如：j2se\make\java\javac\Makefile（這是javac編譯文件）中：$(CD) ../../sun/javac ; $(MAKE) $@ RELEASE=$(RELEASE) FULL_VERSION=$(FULL_VERSION)j2se\make\sun\javac\javac\Makefile（由上面Makefile文件調用）中：JAVA_ARGS = "{ \"-J-ms8m\", \"com.sun.tools.javac.Main\" }"則由同一份java.c代碼生成的javac.exe程序就會直接調用java類方法：com.sun.tools.javac.Main，這樣使其執行起來就像是直接運行的一個exe文件，而未定義JAVA_ARGS的java.exe程序則會調用傳遞過來參數中的類方法。

從java.c的main入口函數說起

main()函數中前面一段為重新分配參數指針的處理。然后調用函數：CreateExecutionEnvironment，該函數主要查找java運行環境的目錄，和jvm.dll這個虛擬機核心動態連接庫文件路徑所在。根據操作系統不同，該函數有不同實現版本，但大體處理邏輯相同，我們看看windows平臺該函數的處理（j2se\src\windows\bin\java_md.c）。

CreateExecutionEnvironment函數主要分為三步處理：a、查找jre路徑。b、裝載jvm.cfg中指定的虛擬機動態連接庫（jvm.dll）參數。c、取jvm.dll文件路徑。

實現：

a、查找jre路徑是通過java_md.c中函數：GetJREPath實現的。該函數首先調用GetApplicationHome函數，GetApplicationHome函數調用windowsAPI函數GetModuleFileName取java.exe程序的絕對路徑，以我的jdk安裝路徑為例，為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04\bin\java.exe”，然后去掉文件名取絕對路徑為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04\bin”，之后會在去掉最后一級目錄，現在絕對路徑為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04”。然后GetJREPath函數繼續判斷剛剛取的路徑+\bin\java.dll組合成的這個java.dll文件是否存在，如果存在則“D:\java\j2sdk1.4.2_04”為JRE路徑，否則判斷取得的“D:\java\j2sdk1.4.2_04”路徑+\jre\bin\java.dll文件是否存在，存在則“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre”為JRE路徑。如果上面兩種情況都不存在，則從注冊表中去查找（參見函數GetPublicJREHome）。

函數：GetPublicJREHome先查找HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\Java Runtime Environment\CurrentVersion鍵值“當前JRE版本號”，判斷“當前JRE版本號”是否為1.4做為版本號，如果是則取HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\Java Runtime Environment\“當前JRE版本號”\JavaHome的路徑所在為JRE路徑。

我的JDK返回的JRE路徑為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre”。

b、裝載jvm.cfg虛擬機動態連接庫配置文件是通過java.c中函數:ReadKnownVMs實現的。該函數首先組合jvm.cfg文件的絕對路徑，JRE路徑+\lib+\ARCH（CPU構架）+\jvm.cfgARCH（CPU構架）的判斷是通過java_md.c中GetArch函數判斷的，該函數中windows平臺只有兩種情況：WIN64的‘ia64’，其他情況都為‘i386’。我的為i386所以jvm.cfg文件絕對路徑為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre\lib\i386\jvm.cfg”。文件內容如下：## @(#)jvm.cfg　 1.7 03/01/23# # Copyright 2003 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.# SUN PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.# # ### List of JVMs that can be used as an option to java, javac, etc.# Order is important -- first in this list is the default JVM.# NOTE that this both this file and its format are UNSUPPORTED and# WILL GO AWAY in a future release.## You may also select a JVM in an arbitrary location with the# "-XXaltjvm=" option, but that too is unsupported# and may not be available in a future release.#-client KNOWN-server KNOWN-hotspot ALIASED_TO -client-classic WARN-native ERROR-green ERROR

（如果細心的話，我們會發現在JDK目錄中我的為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre\bin\client”和“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre\bin\server”兩個目錄下都存在jvm.dll文件。而java正是通過jvm.cfg配置文件來管理這些不同版本的jvm.dll的。）

ReadKnownVMs函數會將該文件中的配置內容讀入到一個JVM配置結構的全局變量中，該函數首先跳過注釋（以‘#’開始的行），然后讀取以‘-’開始的行指定的jvm參數，每一行為一個jvm信息，第一部分為jvm虛擬機名稱，第二部分為配置參數，比如行：“-client KNOWN”則“-client”為虛擬機名稱，而“KNOWN”為配置類型參數，“KNOWN”表示該虛擬機的jvm.dll存在，而“ALIASED_TO”表示為另一個jvm.dll的別名，“WARN”表示該虛擬機的jvm.dll不存在但運行時會用其他存在的jvm.dll替代執行，而“ERROR”同樣表示該類虛擬機的jvm.dll不存在且運行時不會找存在的jvm.dll替代而直接拋出錯誤信息。

在運行java程序時指定使用那個虛擬機的判斷是由java.c中函數：CheckJvmType判斷，該函數會檢查java運行參數中是否有指定jvm的參數，然后從ReadKnownVMs函數讀取的jvm.cfg數據結構中去查找，從而指定不同的jvm類型（最終導致裝載不同jvm.dll）。有兩種方法可以指定jvm類型，一種按照jvm.cfg文件中的jvm名稱指定，第二種方法是直接指定，它們執行的方法分別是“java -J”、“java -XXaltjvm=”或“java -J-XXaltjvm=”。如果是第一種參數傳遞方式，CheckJvmType函數會取參數‘-J’后面的jvm名稱，然后從已知的jvm配置參數中查找如果找到同名的則去掉該jvm名稱前的‘-’直接返回該值；而第二種方法，會直接返回“-XXaltjvm=”或“-J-XXaltjvm=”后面的jvm類型名稱；如果在運行java時未指定上面兩種方法中的任一一種參數，CheckJvmType會取配置文件中第一個配置中的jvm名稱，去掉名稱前面的‘-’返回該值。CheckJvmType函數的這個返回值會在下面的函數中匯同jre路徑組合成jvm.dll的絕對路徑。

比如：如果在運行java程序時使用“java -J-client test”則ReadKnownVMs會讀取參數“-client”然后查找jvm.cfg讀入的參數中是否有jvm名稱為“-client”的，如果有則去掉jvm名稱前的“-”直接返回“client”；而如果在運行java程序時使用如下參數：“java -XXaltjvm=D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre\bin\client test”，則ReadKnownVMs會直接返回“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre\bin\client”；如果不帶上面參數執行如：“java test”，因為在jvm.cfg配置文件中第一個存在的jvm為“-client”，所以函數ReadKnownVMs也會去掉jvm名稱前的“-”返回“client”。其實這三中情況都是使用的“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre\bin\client\jvm.dll”這個jvm動態連接庫處理test這個class的，見下面GetJVMPath函數。

c、取jvm.dll文件路徑是通過java_md.c中函數：GetJVMPath實現的。由上面兩步我們已經獲得了JRE路徑和jvm的類型字符串。GetJVMPath函數判斷CheckJvmType返回的jvm類型字符串中是否包含了‘\’或‘/’如果包含則以該jvm類型字符串+\jvm.dll作為JVM的全路徑，否則以JRE路徑+\bin+\jvm類型字符串+\jvm.dll作為JVM的全路徑。

看看上面的例子，第一種情況“java -J-client test”jvm.dll路徑為：JRE路徑+\bin+\jvm類型字符串+\jvm.dll 按照我的JDK路徑則為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre”+“\bin”+“\client”+“\jvm.dll”。第二種情況“java -XXaltjvm=D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre\bin\client test”路徑為：jvm類型字符串+\jvm.dll即為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre\bin\client”+“\jvm.dll”第三種情況“java test”為：“D:\java\j2sdk1.4.2_04\jre”+“\bin”+“\client”+“\jvm.dll”與情況一相同。所以這三種情況都是調用的jvm動態連接庫“D:\javaj2sdk1.4.2_04\jre\bin\client\jvm.dll”處理test類的。

我們來進一步驗證一下：打開cmd控制臺：

設置java裝載調試E:\work\java_research>set _JAVA_LAUNCHER_DEBUG=1

情況一E:\work\java_research>java -J-client test.ScanDirectory----_JAVA_LAUNCHER_DEBUG----

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