Java語(yǔ)言于1995年首次公開發(fā)布，很快便取得了巨大的成功，成為使用最為廣泛的編程語(yǔ)言之一。到現(xiàn)在，Java已經(jīng)經(jīng)歷了20多個(gè)年頭。在這期間，無(wú)論是Java語(yǔ)言本身還是Java虛擬機(jī)技術(shù)，都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。現(xiàn)如今，Java依然長(zhǎng)期占據(jù)TIOBE 網(wǎng)站的編程語(yǔ)言排行榜首。最近更是被TIOBE選為2015年度編程語(yǔ)言，風(fēng)采可謂不減當(dāng)年。

　　眾所周知，Java早已不僅僅是一個(gè)單純的語(yǔ)言，而是一個(gè)開放的平臺(tái)。活躍在這個(gè)平臺(tái)之上的編程語(yǔ)言除了Java之外，還有 Groovy 、Scala 、Clojure 、Jython 和JRuby等。Java虛擬機(jī)則是支持這個(gè)平臺(tái)的基石。

　　市面上教授Java語(yǔ)言的書籍種類繁多，相比之下，介紹Java虛擬機(jī)的書籍卻是鳳毛麟角。這足以說(shuō)明Java作為一門高級(jí)語(yǔ)言是多么成功（讓程序員遠(yuǎn)離底層），但并不代表Java虛擬機(jī)技術(shù)不重要。恰恰相反，當(dāng)Java語(yǔ)言掌握到一定程度時(shí)，Java虛擬機(jī)原理自然就會(huì)成為必須越過(guò)的一道鴻溝。

　　近幾年，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出了一些討論Java虛擬機(jī)技術(shù)的優(yōu)秀書籍，這些書籍主要以分析OpenJDK或Oracle JDK為主。本書另辟蹊徑，帶領(lǐng)讀者自己動(dòng)手從零開始用Go語(yǔ)言編寫Java虛擬機(jī)。這樣做好處頗多，彌補(bǔ)了OpenJDK等虛擬機(jī)的不足。

　　首先，OpenJDK等虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜。對(duì)于初學(xué)者而言，很容易陷入代碼的海洋和不必要的細(xì)節(jié)之中。其次，OpenJDK等虛擬機(jī)大多用C++語(yǔ)言編寫。C++語(yǔ)言非常復(fù)雜，理解起來(lái)難度很大。最后，單純閱讀代碼比較乏味，缺少樂(lè)趣，而脫離代碼又很難透徹討論技術(shù)。通過(guò)自己動(dòng)手編寫代碼，很好地避免了上述問(wèn)題。看著自己實(shí)現(xiàn)的Java虛擬機(jī)功能逐漸增強(qiáng)，看到可以運(yùn)行的Java程序越來(lái)越復(fù)雜，成就感非常強(qiáng)。總之，通過(guò)實(shí)踐的方式，相信讀者可以更深刻地領(lǐng)悟Java虛擬機(jī)的工作原理。

　　Go是Google公司于2012年推出的系統(tǒng)編程語(yǔ)言。從到硬件的距離來(lái)看，Go語(yǔ)言介于C和Java之間。Go的語(yǔ)法和C類似，但更加簡(jiǎn)潔，因此很容易學(xué)習(xí)。Go語(yǔ)言內(nèi)置了豐富的基本數(shù)據(jù)類型，并且支持結(jié)構(gòu)體，所以很適合用來(lái)實(shí)現(xiàn)Java虛擬機(jī)。Go支持指針，但并不支持指針運(yùn)算，因此用Go編寫的代碼要比C代碼更加安全。此外， Go還支持垃圾回收和接口等Java類語(yǔ)言中才有的功能，大大降低了實(shí)現(xiàn)Java虛擬機(jī)的難度。

　　以上是本書采用Go語(yǔ)言編寫Java虛擬機(jī)的原因，希望讀者在學(xué)習(xí)本書的過(guò)程中，可以喜歡上Go這門還很年輕的語(yǔ)言。

　　本書主要內(nèi)容

　　全書一共分為11章，各章內(nèi)容安排如下：

　　第1章：安裝開發(fā)環(huán)境，討論java命令，并編寫一個(gè)類似Java的命令行程序。

　　第2章：討論Java虛擬機(jī)如何搜索class文件，實(shí)現(xiàn)類路徑。

　　第3章：討論class文件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)class文件解析。

　　第4章：討論運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，實(shí)現(xiàn)線程私有的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，包括線程、Java虛擬機(jī)棧、棧幀、操作數(shù)棧和局部變量表等。

　　第5章：討論Java虛擬機(jī)指令集和解釋器，實(shí)現(xiàn)解釋器和150余條指令。

　　第6章：討論類、對(duì)象以及線程共享的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，實(shí)現(xiàn)類加載器、方法區(qū)以及部分引用類指令。

　　第7章：討論方法調(diào)用和返回，實(shí)現(xiàn)方法調(diào)用和返回指令。

　　第8章：討論數(shù)組和字符串，實(shí)現(xiàn)數(shù)組相關(guān)指令和字符串池。

　　第9章：討論本地方法調(diào)用，實(shí)現(xiàn)Object.hashCode（）等本地方法。

　　第10章：討論異常處理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)athrow指令。

　　第11章：討論System類的初始化過(guò)程和System.out.println（）的工作原理等，并對(duì)全書進(jìn)行總結(jié)。

　　本書主要面向有一定經(jīng)驗(yàn)的Java程序員，但任何對(duì)Java虛擬機(jī)工作原理感興趣的讀者都可以從本書獲益。如前所述，本書將使用 Go語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)Java虛擬機(jī)。書中會(huì)簡(jiǎn)要介紹Go語(yǔ)言的部分語(yǔ)法以及與Java語(yǔ)言的區(qū)別，但不會(huì)深入討論。由于Go語(yǔ)言相對(duì)比較簡(jiǎn)單，相信任何有C系列語(yǔ)言（如C、C++、C#、Objective-C、Java等）經(jīng)驗(yàn)的讀者都可以輕松讀懂書中的源代碼。

　　本書代碼經(jīng)過(guò)精心調(diào)整，每一章（第1章除外）都建立在前一章的基礎(chǔ)上，但每一章又都可以單獨(dú)編譯和運(yùn)行。本書內(nèi)容主要圍繞代碼對(duì)Java虛擬機(jī)展開討論。讀者可以從第1章開始，按順序閱讀本書并運(yùn)行每一章的源代碼，也可以直接跳到感興趣的章節(jié)閱讀，必要時(shí)再閱讀其他章節(jié)。

　　Java虛擬機(jī)非常復(fù)雜，要想真正理解它的工作原理，最好的方式就是自己動(dòng)手寫一個(gè)。本書的目的就是帶領(lǐng)讀者按照J(rèn)ava虛擬機(jī)規(guī)范，從零開始，一步一步用Go語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能逐步增強(qiáng)的 Java虛擬機(jī)。第1章將編寫一個(gè)類似java 的命令行工具，用它來(lái)啟動(dòng)我們自己的虛擬機(jī)。在開始編寫代碼之前，需要先準(zhǔn)備好開發(fā)環(huán)境。