Hotspot源码阅读之写在前面 （一）

March 22nd, 2015

本文介绍了一下Hotspot，以及自身在代码阅读时的一些感受。

本文章节

缘起

感谢开源的兴起，让我看到其他优秀程序员所写的代码。但一些开源项目由于代码的规模比较大，所以对这些代码的理解有难度。我自己在阅读Hotspot代码时，也获取了很多人的帮助，而且通过讲诉你对代码的理解，也容易发现自己对代码的理解是否出现偏差。分享，让知识变得更为准确，而且也更有意义起来。

我在文章的底部列出我看过的比较重要的资料，如果我的文章引用了您的观点，但我却没有点明，请您告诉我，这是失误，但这不是故意的。因为尊重别人的知识，重要！

Hotspot是什么？

程序员应该都知道Java, 但可能不一定听过Hotspot。比如我：我之前是不知道有Hotspot的，但那个时候，我用Java已经有两年了。Java早在上个世纪就出现了，而在这个世纪，他的养父Sun没钱了，于是把他过继给Oracle。

Java在运行时，需要Java的运行时环境，这个道理和Microsoft的C#是一样的。就目前而言，Oracle有两套支持Java运行时环境：一套叫标准JDK；另一套是开源的，叫Openjdk。这两个版本有些差异，这是因为Openjdk是开源的缘故，当部分代码涉及到商业方面的利益时，它需要避开，比如GPEG库。我分析的是Oracle关于Java 7的开源实现——Openjdk7 的代码。Hotspot就是Openjdk7的核心代码。有人说Java 8都出来了，你分析Java 7的实现，不会有些落后吗？放心，这些核心代码Oracle一般不会剧烈变动，否则维护、以及商业所要求的稳定性都是个问题。

代码阅读

阅读源码的能力很重要！！！想象一下，像鲁迅、钱钟书这种有成就的大家，成长的过程中没有读过红楼梦，没有读过三国演义，没有读过史记？但奇怪的是，在学校里却很少有人强调这点，好像我们天生出去就能写代码似的。这就好像我们去KTV，拿起话筒就唱，但这个杀猪的调调和我是歌手是同一个意义吗？所以，为了不写出“杀猪”一样的代码，读些优秀的代码还是比较好的。源码阅读是一种能力，是需要培养的！

本节简单的介绍一下如何阅读代码。这个话题有些仁者见仁，智者见智的意思。关于代码阅读有一本书——《代码阅读》。我2010年前后看了这本书。老实讲，没什么太大的感受，可能因为那会我没有阅读过足够的代码，所以这本书没有引起我的共鸣，但我打算以后有时间，再看一下。

在我看来，代码阅读是一种能力，你需要用心去培养；你也不能指望只看别人的经验就能获取这种能力。这就好比游泳，你在岸上明白了游泳的原理，但你终究要下到水里，才能真的学会游泳。在这里我说一下我是如何来看代码的 。

  1. 代码分析的环境

    代码分析环境主要指代码的静态分析和代码的运行时分析。静态分析就是浏览源代码；而代码的运行时分析，是指你编译源码并且使用测试用例分析代码的行为，或使用调试工具对代码进行单步跟踪。

    如果你目前觉得建立代码的运行时分析环境比较麻烦，比如在Linux环境下，可能会有库依赖的问题、编译等问题，这种情况下，你可以暂时先放放，等你对代码的静态分析到一定程度，你觉得必须要进行代码的运行时分析才能明白代码的意思时，那个时候你再去折腾，比较不会打击你的积极性（我觉得不管做什么，一定要注意保护好积极性，也就是好奇心和兴趣）。

  2. 代码分析的起点

    代码分析从什么地方开始呢？我觉得代码的启动流程分析会是一个比较好的代码分析入口点。因为，启动流程分析一来不会太难；另一面，可以帮你大概浏览一下整个代码的概况。比如，我对V8的分析就是先从代码的启动流程开始分析的。

  3. 代码分析如何更进一步

    代码都是由各种模块组成，这个时候你需要从网上收集一下待阅读代码的各个模块有哪些，这用来确认阅读代码的目标和方向。比如在Hotspot中，有解释器的结构和运行流程、垃圾回收机制、垃圾回收机制和其它模块的配合、优化编译器的结构和运行流程、底层的汇编器如何实现、ad文件是什么等等。这些信息一般网上都有，但不会太详细，但可以让你大概了解一下各个模块的概况。这个时候可以选取你感兴趣的，而目当前又有能力做分析的模块来进行。如果你建立了代码的动态分析环境，可以尝试对代码进行修改或者尝试独立代码的某一部分。

  4. 代码分析要注意的问题

    看规模比较大的代码，刚开始可能会有些畏惧心理或者怎么看也看不懂，此时就需要耐心。我觉得可以选取一定规模代码量的开源项目一直看，不要老换，比如这里的Hotspot。开始时肯定不容易的，但当你一直看时，你就会慢慢地对你要看的代码熟悉起来，这时畏惧感就没了。

    另外，代码即使看不懂，那也没什么，先跳过去，继续看。因为，有时代码的运行路线很多，你追着追着就发现找不着北了，这是因为你所看的代码正在发散，还没有到收敛的时候。一条线一条线的追，当某个时候，你发现你追踪的代码路线和另一个路线重合了，那么此时就是代码收敛的时候，你离理解也就不远了。

    在分析开源代码的时候，注意看一下测试，尤其是单元测试。比如我在做V8关于Disassemble本地代码时，就是从测试这一部分的单元测试开始的。一般开源代码都会有完备的测试集，所以有时需要注意一下是否可以从测试的角度撬开理解代码的大门。

  5. 代码分析的工具

    • Windows 平台：Insight Source 或者 Visual Studio + VassistX

    VS有一个编码问题。我找了很长时间，就是没有找到如何设置工程项目的编码。好不容易找到一个另存为的，可以在保存时设置编码，但是，只有utf-8的BOM形式。我的天！虽然vim可以识别这种情况，但在netbeans中使用git进行协作开发时，就会发现netbeans不解析这个文件了，WoW！ 如果你要编辑的文件涉及到多人，且在linux上使用时，留意一下这一点。

    • Linux 平台： VIM + cscope + ctags

      1. 生成待分析的文件名列表

         find src -type f | grep  "*\.cc\|*\.cpp" > tags.file

      2. 依据待生成文件列表，生成tag文件

         ctags -L tags.file

      3. 生成cscope数据库文件cscope.out

         cscope -itags.file -b -q -k
 export CSCOPE_DB=./cscope.out

参考资料

  1. 深入理解Java虚拟机 （*）
  2. Java_Program_In_Action 莫枢（*）
  3. JavaSE 7 虚拟机规范 （*）
  4. jvm高级特性与实践 周志明
  5. Hotspot实战