《深入理解 Java 虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践(第3版)》_求知之路漫漫_1.4.5 软硬合璧： BEA Liquid VM/Azul VM

【摘要】 本书摘自《深入理解 Java 虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践(第3版)》一书中第1章，第4节，周志明著。

1.4.5 软硬合璧： BEA Liquid VM/Azul VM

我们平时所提及的“高性能Java 虚拟机”一般是指 HotSpot 、JRockit 、J9 这类在通用 硬件平台上运行的商用虚拟机，但其实还有一类与特定硬件平台绑定、软硬件配合工作的 专有虚拟机，往往能够实现更高的执行性能，或提供某些特殊的功能特性。这类专有虚拟 机的代表是 BEA Liquid VM和 Azul VM。

Liquid VM也被称为JRockit VE(Virtual Edition,VE),它是BEA 公司开发的可以直 接运行在自家 Hypervisor 系统上的JRockit 虚拟机的虚拟化版本， Liquid VM不需要操作系 统的支持，或者说它自己本身实现了一个专用操作系统的必要功能，如线程调度、文件系 统、网络支持等。由虚拟机越过通用操作系统直接控制硬件可以获得很多好处，如在线程 调度时，不需要再进行内核态/用户态的切换，这样可以最大限度地发挥硬件的能力，提升 Java 程序的执行性能。随着JRockit 虚拟机终止开发， Liquid VM项目也已经停止了。

Azul VM 是 Azul Systems 公司在 HotSpot 基础上进行大量改进，运行于Azul Systems 公司的专有硬件Vega 系统上的Java 虚拟机，每个 Azul VM实例都可以管理至少数十个 CPU 和数百GB 的内存的硬件资源，并提供在巨大内存范围内停顿时间可控的垃圾收集器 (即业内赫赫有名的PGC 和 C4 收集器),为专有硬件优化的线程调度等优秀特性。2010年 起，Azul 公司的重心逐渐开始从硬件转向软件，发布了自己的Zing 虚拟机，可以在通用 x86平台上提供接近于Vega系统的性能和一致的功能特性。

随着虚拟机技术的不断发展，Java 虚拟机变得越来越强大的同时也越来越复杂，要推 动在专有硬件上的Java 虚拟机升级发展，难以直接借助开源社区的力量，往往需要耗费更 高昂的成本，在商业上的缺陷使得专有虚拟机逐渐没落， Azul Systems公司最终也放弃了 Vega产品线，把全部精力投入到Zing 和 Zulu 产品线中。

Zing 虚拟机是一个从 HotSpot 某旧版代码分支基础上独立出来重新开发的高性能 Java 虚拟机，它可以运行在通用的 Linux/x86-64 平台上。Azul 公司为它编写了新的垃圾收集 器，也修改了HotSpot 内的许多实现细节，在要求低延迟、快速预热等场景中，Zing VM 都要比 HotSpot 表现得更好。Zing 的 PGC 、C4 收集器可以轻易支持TB 级别的 Java 堆内 存，而且保证暂停时间仍然可以维持在不超过10毫秒的范围里，HotSpot 要一直到 JDK 11 和JDK 12 的 ZGC 及 Shenandoah 收集器才达到了相同的目标，而且目前效果仍然远不如 C4 。Zing 的 ReadyNow! 功能可以利用之前运行时收集到的性能监控数据，引导虚拟机在启 动后快速达到稳定的高性能水平，减少启动后从解释执行到即时编译的等待时间。Zing 自 带的ZVision/ZVRobot 功能可以方便用户监控Java 虚拟机的运行状态，从找出代码热点到 对象分配监控、锁竞争监控等。Zing 能让普通用户无须了解垃圾收集等底层调优，就可以 使得Java 应用享有低延迟、快速预热、易于监控的功能，这是Zing 的核心价值和卖点，很 多Java 应用都可以通过长期努力在应用、框架层面优化来提升性能，但使用Zing 的话就可 以把精力更多集中在业务方面。

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