Eclipse Open J9：Eclipse OMR项目提供的开源JVM

语言开发 Java

摘要： 在2016年早期，IBM在Eclipse OMR项目中开源了J9运行时环境核心的非Java部分。OMR项目是一个与语言无关的运行时工具集。在2017年，IBM进一步以OpenJ9项目开源了J9 JVM。OpenJ9使用了Eclipse OMR项目，它本身适合于OpenJDK 9及以后版本的Java类库

作者： Monica Beckwith

正文：

自1997年以来，IBM一直致力于开发自己的JVM产品J9 JVM。J9构建为一种闭源的（自有的）JVM独立实现，其类库基于经授权的Sun实现（现在称为OpenJDK）。J9中具有多项改进，以及一些引领性的优化技术，包括：分层编译（ Tiered Compilation）、共享类、逃逸分析(Escape Analysis)、一些特定于硬件的优化技术（诸如选取适当的大型页面大小）、软实时（soft realtime）垃圾回收、使用Apache Harmony和动态事前编译（AOT，ahead-of-time）的API优化，以及多种特定于对象锁的优化等。

自J9第五版以来，J9 JVM已经提供在IBM的JDK中。在Windows平台上，JDK绑定并随IBM的Websphere Application Server（WAS）交付。而在Linux、AIX、z/OS和IBM I平台上，JDK（也称为“SDK”，其中“S”指代“Software”）及相应的JRE可从IBM DeveloperWorks的“Downloads”页面下载，也可从DockerHub的https://hub.docker.com/_/ibmjava/处拉取（Pull），其中提供了包括SDK、JRE、SFJ（Small Footprint JRE）和Alpine Linux等选项。

Eclipse OMR项目

在2016年早期，IBM在Eclipse OMR项目中开源了J9运行时环境核心的非Java部分。OMR项目是一个与语言无关的运行时工具集。关于OMR项目的更多细节，可参考项目共同牵头人Mark Stoodley博士的一个演讲幻灯片https://www.slideshare.net/MarkStoodley/omr-a-modern-toolkit-for-building-language-runtimes。

下面给出其中整体介绍OMR项目的部分幻灯页面。

对于Java，语言运行时的表示如下：

如果必须对Ruby给出类似的运行时，表示如下：

如果将Ruby替换为Python，那么运行时环境模块与Ruby类似。这样，我们清楚地看出，IBM可以将J9运行时组织为一个运行时核心组件层，正如下面的幻灯页面所示：

由此，OMR项目可以构建为一系列语言无关的运行时组件，因此可构建用于Java、Ruby、Python及其它语言的运行时。

OMR项目具有如下组件：

• 一个管理运行时堆（Heap）的垃圾回收框架，其中包括标记-清除（Mark-sweep）、分代（generational）和并行清理（parallel scavenge）垃圾回收。
• 管理每个解释器和线程上下文的虚拟机API。
• 用于生成本地代码（native code）的编译器。
• 诊断服务，也称为“健康中心”。用于为实时诊断垃圾回收及其他运行时的细节提供帮助，并提供分析方法的能力。
  
  • 一个追踪库，有助于实现与监控工具的通信。
• 一些软件库，用于端口、线程等功能，并提供一些用于平台抽象和平台运行时功能的工具。还有一个用于信号处理的软件库。

IBM工程师已基于OMR组件构建了一些语言的运行时和JIT编译器，其中包括：Ruby、Python、SOM++（Smalltalk）、一种称为Lua Vermelha的Lua JIT、一种用于Rosie模式语言的JIT、Swift的部分JIT、用于Base9（一种类似于JavsScript的简单运行时）和Kaleidoscope的教程JIT和运行时、一种LLVM项目使用教程语言。它们是IBM工程师在使用OMR项目构建自己的SDK for Java 8中额外实现的。

关于Eclipse OMR的更多信息，可查看：

• 如果想更多地了解Eclipse OMR，可访问http://www.eclipse.org/omr
• 如果想根据自身对运行时的需求构建和使用Eclipse OMR，可访问https://github.com/eclipse/omr
• 如果希望向团队提供反馈，可使用邮件列表omr-dev@eclipse.org
• 贡献者需要在http://www.eclipse.org/legal/CLA.php处签署Eclipse CLA。

Eclipse OpenJ9项目

在本文开篇处，简要地介绍了IBM的J9 JVM。J9在2016和2017年时依然是闭源的。此后，它作为一个开放管理的开源项目，被转交给了Eclipse基金会，并重命名为“OpenJ9”。这是因为IBM看到了开源社区的巨大影响力，而J9是IBM Java产品中的核心组件。IBM期望能鼓励开放社区中的开发，并最终与大型开源社区开展良好的合作。自2017年9月以来，Eclipse OpenJ9已成为一个开源项目，IBM和其它一些贡献者在项目中共同致力于推进J9 JVM。

OpenJ9使用了Eclipse OMR项目，它本身适合于OpenJDK 9及以后版本的Java类库，正如下面两页幻灯页面所示。幻灯来自于Stoodly在JavaOne 2017大会上所作的演讲，https://www.slideshare.net/MarkStoodley/javaone-2017-mark-stoodley-open-sourcing-ibm-j9-jvm。

该幻灯片中给出了更多关于使用OpenJDK with OpenJ9的信息。下面列出一些有用的链接：

• 要下载OpenJDK with OpenJ9的二进制文件，可访问https://adoptopenjdk.net/nightly.html?variant=openjdk9-openj9。
• 要参与社区，可访问https://github.com/eclipse/openj9。贡献者需要在http://www.eclipse.org/legal/CLA.php此处签署Eclipse CLA。
• Eclipse OpenJ9的网站地址：https://www.eclipse/org/openj9。
• OpenJ9的Docker镜像（由AdoptOpenJDK提供的每日构建版）：https://dockerhub.com/adoptopenjdk/openjdk9-openj9。
• 要与从事项目的人员交流并查看每周工作进展，可访问https://www.eclipse.org/openj9/oj9_whatsnew.html。
• Eclipse OpenJ9 0.8发布计划：https://projects.eclipse.org/projects/technology.openj9/releases/0.8/plan。

OpenJ9 with OpenJDK 8

对于Eclipse OpenJ9项目而言，OpenJ9 with OpenJDK 9的下载、构建和运行无疑是一个很大的成功。但是，由于Java 9的发布并非长期支持（LTS），而还有很多开发人员依然使用Java 8，很显然项目需要从OpenJDK 8移植到OpenJ9。

2017年11月，正是OpenJ9成为开源项目的短短两个月后，Eclipse OpenJ9宣布使用OpenJ9构建了OpenJDK 8（https://www.eclipse.org/openj9/oj9_build.html），并且OpenJ9 with OpenJDK 8的二进制可从AdoptOpenJDK项目网站下载：https://adoptopenjdk.net/releases.html?variant=openjdk8-openj9。

根据Eclipse OpenJ9 for Java 8文章中所说，“Eclipse OpenJ9项目使用单一代码流，在所有受支持的Java版本中实现了JVM，从Java 8到Java 9，乃至未来的版本”。通过这种单一流开发模式，Eclipse OpenJ9瞄准于尽可能为当前所有受支持的各层级JDK同时提供JVM技术进展。当然，一些JVM改进是绑定于一些语言层级上的更改，而这些更改刻意针对Java的主要版本边界。Eclipse OpenJ9将考虑到这些选择，这样编程人员可以继续依赖于他们所熟悉并偏好的某个稳固Java平台。

在该文中还引用了一个OpenJ9的性能页面，其中给出DayTrader 3应用基准测试的结果，测试中对比了OpenJDK 9 with OpenJ9和使用了HotSpot VM的OpenJDK9。

从图表中一眼看去，对于运行在OpenJ9 JVM上的大型应用而言，共享类和AOT编译策略在降低应用启动时间上作用明显。如文中此图所示：

该文还指出，即便将负载应用于系统，在提供相同性能的情况下，OpenJ9占用的内存只有使用HotSpot的OpenJDK的一半。鉴于云服务和PaaS服务部署通常是按单位时间占用内存的MB数计费，占用内存减半将可显著节省一些用例的运行费用。

查看英文原文： Eclipse Open J9 – an Open Source Java Virtual Machine Based on the Eclipse OMR Project