好奇害死羊

很多小伙伴们做Java开发,天天写Java代码,必定离不开Java根底环境:JDK,毕竟咱们写好的Java代码也是跑在JVM虚拟机上。

一般来说,咱们学Java之前,第一步就是装置JDK环境。这个简略啊,咱们个别间接把JDK从官网下载下来,装置实现,配个环境变量就能够欢快地应用了。

不过话说回来,对于这个天天应用的货色,咱们难道不好奇这玩意儿它到底是怎么由源码编译进去的吗?

带着这个原始的疑难,明天筹备大干一场,本人动动呆萌的小手,来编译一个属于本人的JDK吧!

对了,本文在开源我的项目:https://github.com/hansonwang99/JavaCollection 中已收录,蕴含自学编程路线、面试题汇合/面经、及系列技术文章等,资源继续更新中...

还有个待填的坑

记得之前不是出过一期对于《JDK源码浏览环境搭建》相干的视频以及文章嘛,仔细的小伙伴,可能会发现一个很理论的问题

咱们将src.zip包里的JDK源码解压进去,关联到这份源码之后,调试时是能够进,然而咱们在加正文的时候却只能在行尾增加,并不能扭转原代码的行构造。换句话说,如果在源码中加了跨行的多行正文,则debug调试的时候就会呈现以后行的运行错位问题,这个有点难堪了。

当然那个视频的评论区,确实也有几个小伙伴提了这个问题:

起因也很简略,因为理论撑持调试运行的代码,并不是咱们解压进去的那份JDK源码,那个仅仅是做关联用,理论运行用到的JDK,还是之前零碎装置好的那个JDK环境。

要想解决这个问题,那就只能应用本人批改过的代码来自行编译生成本人的JDK,而后用到我的项目中去!

所以什么都憋说了,肝就完了!


环境筹备

首选说在后面的是,编译前的软件版本关系极其重要,本人在踩坑时,所呈现的各种奇奇怪怪的问题简直都和这个无关,起初版本匹配之后,就十分顺利了。

咱们来盘点和梳理一下编译一个JDK须要哪些环境和工具:

1、boot JDK

咱们要想编译JDK,首先本人本机必须提前曾经装置有一个JDK,官网称之为bootstrap JDK(或者称为boot JDK)。

比方想编译JDK 8,那本机必须最起码得有一个JDK 7或者更新一点的版本;你想编译JDK 11,那就要求本机必须装有JDK 10或者11

所以鸡生蛋、蛋生鸡又来了...

2、Unix环境

编译JDK须要Unix环境的反对!

这一点在Linux操作系统和macOS操作系统上曾经人造的保障了,而对于Windows兄弟来说略微麻烦一点,须要通过应用Cygwin或者MinGW/MSYS这种软件来模仿。

就像官网所说:在Linux平台编译JDK个别问题起码,容易胜利;macOS次之;Windows上则须要略微多花点精力,问题可能也多一些。

究其实质起因,还是因为Windows毕竟不是一个Unix-Like内核的零碎,毕竟很多软件的原始编译都离不开Unix Toolkit,所以绝对必定要麻烦一些。

3、编译器/编译工具链

JDK底层源码(尤其JVM虚拟机局部)很多都是C++/C写的,所以相干编译器也跑不掉。

一图胜千言,各平台上的编译器反对如下表所示,按平台抉择即可:

4、其余工具

典型的比方:

  • Autoconf:软件源码包的主动配置工具
  • Make:编译构建工具
  • freetype:一个收费的渲染库,JDK图形化局部的代码可能会用它

好,环境盘点就到这里,接下来具体列一下我在编译JDK 8JDK 11时别离用到的软件具体版本信息:

编译JDK 8时:

  • 操作系统:macOS 10.11.6
  • boot JDK:JDK 1.8.0 (build 1.8.0_201-b09)
  • Xcode版本:8.2
  • 编译器:Version 8.0.0 (at /usr/bin/clang)

编译JDK 11时:

  • 操作系统:macOS 10.15.4
  • boot JDK:JDK 11.0.7 (build 11.0.7+8-LTS)
  • Xcode版本:11.5
  • 编译器:Version 11.0.3 (at /usr/bin/clang)

大家在编译时如果过程中有很多问题,大概率少软件没装,或者软件版本不匹配,不要轻易放弃,须要急躁自查一下。


下载JDK源码

下载JDK源码其实有两种形式。

形式一:通过Mercurial工具下载

Mercurial能够了解为和Git一样,是另外一种代码管理工具,装置好之后就有一个hg命令可用。

OpenJDK的源码曾经提前托管到http://hg.openjdk.java.net/

因而,比方下载JDK 8,可间接hg clone一下就行,和git clone一样:

`hg clone http://hg.openjdk.java.net/jd...
`

同理,下载JDK 11

`hg clone http://hg.openjdk.java.net/jd...
`

然而这种形式下载速度不是很快。

形式二:间接下载打包好的源码包

下载地址:https://jdk.java.net/

抉择你想要的版本下载即可。


编译前的主动配置

源码包下载好,放到本地某个目录(倡议门路纯英文,防止不必要的麻烦),解压之,而后进入源码根目录,执行:

`sh configure
`

当然这里运行的是默认配置项。

这一步会进行一系列的主动配置工作,工夫个别很快,最终如果能呈现一下提醒,那么很侥幸,编译前的配置工作就实现了!

这里我给出我本人别离在配置JDK 11JDK 8时候实现时的样子:

配置JDK 8实现:

配置JDK 11实现:

注: 如果这一步出错,大概率是某个软件环境未装,或者即便装了,但版本不匹配,控制台打印日志里个别是会揭示的。

比方我在配置JDK 8的时候,就遇到了一个errof:GCC compiler is required的问题:

明明零碎里曾经有编译器,但还是报这个谬误。通过起初批改 jdk源码根目录/common/autoconf/generated-configure.sh文件,将相干的两行代码正文后就配置通过了

配置实现,接下来开始执行真正的编译动作了!


真正的编译动作

咱们这里进行的是全量编译,间接在咱们下载的JDK源码根目录下执行如下命令即可:

`make all
`

这一步编译须要一点工夫,急躁期待一下即可。编译过程如果有谬误,会终止编译,如果能看到如下两个画面,那么则祝贺你,本人编译JDK源码就曾经通过了,能够搞一杯咖啡庆贺一下了。

JDK 8编译实现:

JDK 11编译实现:

从两张图的比照能够看出,编译JDK 8JDK 11实现时在输入上还是有区别的。工夫上的区别很大水平上来源于JDK 11的编译机配置要高不少。


验证成绩

JDK源码编译实现之后必定会产生和输入很多产物,这也是咱们所急不可待想看到的。

因为JDK 8JDK 11的源码包组织构造并不一样,所以输入货色的内容和地位也有区别。咱们一一来盘点一下。

1、JDK 8的编译输入

编译实现,build目录下会生成一个macosx-x86_64-normal-server-release目录,所有的编译成绩均位于其中。

首先,编译进去的Java可执行程序能够在如下目录里找到:

jdk源码根目录/build/macosx-x86_64-normal-server-release/jdk/bin

进入该目录后,能够输出./java -version命令验证:

其次,编译生成的成品JDK套装,能够在目录

`jdk源码根目录/build/macosx-x86_64-normal-server-release/images
`

下找到,如图所示:

其中:

  • j2sdk-image:编译生成的JDK
  • j2re-image:编译生成的JRE

进入j2sdk-image目录会发现,外面的内容和咱们平时从网络上下载的成品JDK内容统一。

2、JDK 11的编译输入

JDK 11的源码目录组织形式和JDK 8自身就有区别,编译生成的产物和下面编译JDK 8的输入有肯定区别,但也不大。

JDK 11编译实现,同样在build目录下会生成一个macosx-x86_64-normal-server-release目录,所有的编译成绩均位于其中。

同样编译进去的Java可执行程序能够在目录

JDK源码根目录/build/macosx-x86_64-normal-server-release/jdk/bin

下看到,进入该目录后,也能够输出./java -version命令验证:

其次,编译生成的成品JDK 11套装,能够在目录

`JDK源码根目录/build/macosx-x86_64-normal-server-release/images
`

下找到,如图所示:

其中jdk目录就是编译生成的成品JDK 11套装。


应用本人编译的JDK

既然咱们曾经入手编译出了JDK成品,接下来咱们得用上哇。

新建一个最最根本的Java工程,比方命名为JdkTest,目标是把咱们本人编译出的JDK给用上。

咱们点开Project Structure,选到SDKs选项,新增加上本人刚刚编译生成的JDK,并选为我的项目的JDK,看看是否能失常工作

点击确定之后,咱们运行之:

能够看到咱们本人编译出的JDK曾经用上了。


关联JDK源码并批改

咱们持续在上一步JdkTest我的项目的Project StructureSDKs里将JDK源码关联到自行下载的JDK源码门路上:

这样不便咱们对本人下载的JDK源码进行浏览调试批改、以及在源码里随便做笔记加正文

举个最简略的例子,比方咱们关上System.out.println()这个函数的底层源码:

咱们轻易给它批改一下,加两行简略的标记,像这样:

为了使咱们新加的代码行失效,咱们必须要从新去JDK源码的根目录中再次执行 make images从新编译生成JDK方可失效:

因为之前曾经全量编译过了,所以再次make的时候增量编译个别很快。

从新编译之后,咱们再次运行JdkTest我的项目,就能够看到改变的成果了:


多行正文的问题

记得之前搭建《JDK源码浏览环境》时,大家可能发现了一个问题:浏览源码嘛,给源代码做点正文或笔记很常见!但那时候有个问题就是做正文时不可扭转代码的行构造(只能行尾正文,不能跨行正文),否则debug调试时会呈现行号错位的问题。

起因很简略,因为咱们尽管做了源代码目录的映射,然而理论撑持运行的JDK还是事后装置好的那个JDK环境,并不是依据咱们批改后的源码来从新编译构建的,所以看到这里,解决这个问题就很简略,就像下面一样自行编译一下JDK即可。

理论在试验时,还有一个很典型的问题是,当增加了多行的中文正文后,再编译竟然会报错!

比方,还是以下面例子中最简略的System.out.println()源码为例,咱们增加几行中文正文:

这时候咱们去JDK源码目录下编译会发现满屏相似这样的报错:

谬误: 编码 ascii 的不可映射字符

登时有点懵,毕竟仅仅是加了几行正文。对于咱们来说,源码里写点多行的中文正文根本是刚需,然而编译竟会报错,这还能不能让人欢快的游玩了... 过后后背有点发凉。

实不相瞒,就这个问题排查了一段时间,熬到了很晚。最终折腾了一番,通过如下这种形式解决了,顺便分享给小伙伴们,大家如果遇到了这个问题,能够参考着解决一下。

因为从控制台的报错能够很显著的看出,必定是字符编码相干的问题导致的,而且都指向了ascii这种编码方式。

于是将JDK的源码从根目录导入了Vs Code,而后全目录查找encoding ascii相干的内容,看看有没有什么端倪,后果发现

jdk源码根目录/make/common/SetupJavaCompilers.gmk文件中有两处指定了ascii相干的编码方式:

于是尝试将这两处-encoding ascii的均替换成-encoding utf-8

而后再次执行make images编译,编译顺利通过!

至此功败垂成!

这样前面不论是浏览调试还是定制JDK源码都十分不便了。

后记:这篇文章在开源我的项目:https://github.com/hansonwang99/JavaCollection 中也曾经收录了,蕴含自学编程路线、面试题汇合/面经、及系列技术文章等,资源继续更新中...

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