Github repo

已支持语言特性

高级特性逐步支持中，可以开Issue提议或者直接PR

Java基本算术运算，流程控制语句，面向对象。

构建和运行

先决条件
- (>=1.65) 请在CMakeLists.txt中手动配置Boost库位置
- CMake(>=3.5)
- C++14
- gcc/msvc/mingw均可

老生常谈

$ cd yvm$ cmake .$ make -j4$ make test

$ ./yvm --helpUsage:    --help                List help documentations and usages.    --runtime arg         Attach java runtime libraries where yvm would lookup                         classes at    --run arg             Program which would be executed soonYou must specify the "runtime" flag to tell yvm where it could find jdk classes, and also program name is required.$ ./yvm --runtime=C:\Users\Cthulhu\Desktop\yvm\bytecode ydk.test.QuickSort

运行效果

helloworld

快速排序

and more see its github repository ...

开发文档

1. 从字节码到对象

MethodArea负责管理字节码到JavaClass的完整生命周期。MethodArea的方法是自解释的：

class MethodArea {public:    // 方法区需要从运行时目录中搜索相关的*.class文件    MethodArea(const vector
    
     & libPaths);    ~MethodArea();    // 查看一个类是否存在    JavaClass* findJavaClass(const string& jcName);    //加载jcName类    bool loadJavaClass(const string& jcName);    //移除jcName（该方法用于垃圾回收器）    bool removeJavaClass(const string& jcName);    //链接jcName类，初始化static字段    void linkJavaClass(const string& jcName);    //初始化jcName，初始化静态字段，调用static{}    void initJavaClass(CodeExecution& exec, const string& jcName);public:    //辅助方法，如果不存在jcName则加载     JavaClass* loadClassIfAbsent(const string& jcName);    //如果未链接jcName则链接    void linkClassIfAbsent(const string& jcName);    //如果未初始化jcName则初始化    void initClassIfAbsent(CodeExecution& exec, const string& jcName);}

假设磁盘存在一个Test.class文件，它会经历如下过程：

Test.class[磁盘中]-> loadJavaClass("Test.class")[内存中] -> linkJavaClass("Test.class")->initJavaClass("Test.class")

现在虚拟机就可以使用这个JavaClass创建对应的对象了：

// yrt 是全局运行时对象，ma表示方法区模块,jheap表示堆模块JavaClass* testClass = yrt.ma->findJavaClass("Test.class");JObject* testInstance = yrt.jheap->createObject(*testClass);

2.1 对象内部构造

虚拟机执行时栈上存放的都是JObject,它的结构如下：

struct JObject {    std::size_t offset = 0;     const JavaClass* jc{}; };

offset唯一代表一个对象，所有在堆上面的操作都需要这个offset。jc指向对象的Class表示。

堆中的对象是按照<offset,fields>方式进行存放的：

[1]  ->  [field_a, field_b, field_c][2]  ->  [][3]  ->  [field_a,field_b][4]  ->  [field_a][..] ->  [...]

只要我们持有offset，就可以查找/添加/删除对应的field

数组几乎和上面类似,只是多了长度，少了Class指针

struct JArray {    int length = 0;    std::size_t offset = 0; };[1]  ->   <3, [field_a, field_b, field_c]>[2]  ->   <0, []>[3]  ->   <2, [field_a,field_b]>[4]  ->   <1, [field_a]>[..] ->   <..,[...]>

2.2 从对象创建到消亡

上面提到，对象持有一个offset和jc，其中jc表示的JavaClass是由MethodArea负责管理的，offset则是由JavaHeap负责管理。JavaHeap提供了大量API，这里选取的是最重要的:

class JavaHeap {public:    //创建对象和数组    JObject* createObject(const JavaClass& javaClass);    JArray* createObjectArray(const JavaClass& jc, int length);    //获取对象字段    auto getFieldByName(const JavaClass* jc, const string& name,                        const string& descriptor, JObject* object);    //设置对象字段    void putFieldByName(const JavaClass* jc, const string& name,                        const string& descriptor, JObject* object,                        JType* value);    //设置数组元素    void putElement(const JArray& array, size_t index, JType* value);    //获取数组元素    auto getElement(const JArray& array, size_t index);        //移除对象和数组    void removeArray(size_t offset;    void removeObject(size_t offset);};

还是Test.class那个例子，假设对应的Test.java构造如下:

public class Test{    public int k;    private String hello;}

在第一步我们已经获取到了Test类在虚拟机中的类表示以及对象表示,现在就可以对类的字段进行操作了：

const JavaClass* testClass = yrt.ma->findJavaClass("Test.class");JObject* testInstance = yrt.jheap->createObject(*testClass);//获取hello字段JObject*  helloField = yrt.jheap->getFieldByName(testClass,"hello","Ljava/lang/String;",testInstance);//设置k字段yrt.jheap->putFieldByName(testClass,"k","I",testInstance);