一、引言
 
        Java虚拟机（JVM）是整个Java技术体系的核心，是实现Java平台无关性和安全性的基石。Java程序是平台无关的，但Java虚拟机却是平台相关的。目前，应用最广泛、设计最先进的Java虚拟机当属Oracle主力维护的OpenJDK系列虚拟机。但OpenJDK官方仅支持x86和sparc架构处理器（近几年才开始新增对Power PC和ARM架构的支持），并不支持MIPS处理器。为了在龙芯处理器上运行Java，龙芯公司及时组建了Java虚拟机团队，专门负责OpenJDK在龙芯平台上的移植和优化。Java虚拟机团队经过好几年的艰苦攻关，终于使得Java可以稳定高效地在龙芯处理器上运行，为龙芯的市场开拓和生态建设奠定了坚实的基础。
        目前，龙芯同时维护OpenJDK6（32位和64位）和OpenJDK8（64位）两个虚拟机版本。考虑到未来Java虚拟机的发展趋势，龙芯Java虚拟机团队主力维护OpenJDK8，后期所有升级和优化主要针对OpenJDK8进行；而OpenJDK6原则上只进行功能性Bug的修复。因此，为了更高的运行效率和更及时的技术支持，笔者强烈建议所有龙芯上的Java应用尽可能使用OpenJDK8开发。2016年5月，龙芯OpenJDK8免费向全世界开源（http://hg.loongnix.org），龙芯将其多年的心血回报给了开源社区。据笔者所知，龙芯首次完整实现了OpenJDK的MIPS分支，堪称OpenJDK发展史上的一个里程碑。
那么龙芯OpenJDK8的开源是否标志着龙芯Java虚拟机的成熟呢？龙芯Java虚拟机团队在开源之后又做了些什么呢？未来龙芯Java虚拟机的发展当何去何从呢？
 
二、奔跑吧，龙芯JVM
 
        龙芯对于Java虚拟机性能的追求永无止境。虽然Java应用早已稳定高效地运行在龙芯平台上，龙芯Java虚拟机团队从未停止前进的步伐。OpenJDK8 MIPS分支的开源对于龙芯而言，既是一种鼓舞和激励，更是一种鞭挞和责任。一方面，作为一个处理器硬件供应商，龙芯是整个国产自主信息产业生态链的根基，有责任将Java虚拟机等底层系统软件维护好，以向上层客户提供一个友好的开发平台。另一方面，作为OpenJDK唯一完整实现的MIPS分支，龙芯有义务持续优化，以便为更多的MIPS平台提供一个高效的Java运行环境。因此，龙芯Java虚拟机团队在开源之后没有丝毫松懈，继续加速向前奔跑。
        龙芯开源社区（http://www.loongnix.org/）网站中的Java版（http://www.loongnix.org/index.php/Java）是及时了解龙芯Java虚拟机最新发展动态的有效途径。从该版中我们可以看到，龙芯JDK8开源后仅一个月，龙芯又发布了JDK8 MIPS分支的新版本—JDK8-mips64-rc16。该版本消除了龙芯Java虚拟机中大量非对齐存储访问，并对虚拟机中数组拷贝进行了优化。业界权威的SPECjvm2008的评测数据表明，相对于上一个发行版，JDK8-mips64-rc16的性能提升幅度超过了20%！
 
 
三、根植LoongISA，服务新生态
 
         对Java的高效支持是龙芯不断发展壮大其软件生态的关键。据Oracle的官方统计数据，全球有超过97%的企业基于Java进行应用开发。世界著名的编程语言排行榜TIOBE在2016年1月的统计数据表明，Java的流行度再次位居榜首。Java技术的应用和发展达到了前所未有的高度。凭借其优秀的平台无关性、安全性和网络移动性等优势，Java必将在云计算、大数据、移动互联网和物联网等新兴应用中大显身手。
        既然Java对龙芯的软件生态如此重要，龙芯Java虚拟机未来的发展方向又是什么呢？对于这个问题，我们可以从龙芯OpenJDK8的开源代码中（http://hg.loongnix.org/jdk8-mips64-public/hotspot/）找到一         些答案。从代码库中最近提交的patch可以大致推断出未来龙芯Java虚拟机发展的两个重要方向：
        1.       基于MIPS兼容的LoongISA指令系统，充分挖掘龙芯处理器硬件性能
         LoongISA指令系统兼容MIPS64指令，并新增了1400多条龙芯扩展指令，涉及基础指令、虚拟机指令、面向x86和ARM的二进制翻译指令和向量指令等四个方面。LoongISA是龙芯于2015年8月18日在其3A2000芯片中首次发布的一套自主指令系统。为了充分发挥LoongISA指令系统，尤其是龙芯扩展指令在Java虚拟机中的优势，龙芯Java虚拟机团队在其开源的OpenJDK8中首次引入了“UseLoongsonISA”优化选项。该优化选项标识着龙芯开始在其Java虚拟机中大范围启用自定义的扩展指令。通过虚拟机启动参数“-XX:- UseLoongsonISA”可以随时禁用针对龙芯特有的优化，从而兼容其它标准MIPS架构处理器。LoongISA可以更加充分地发挥龙芯处理器的硬件性能，期待未来可以将龙芯Java虚拟机的性能推向新的高度。
        2.       将编译原理与龙芯具体实践相结合，深度优化虚拟机即时编译器（JIT）性能
        龙芯近期提交了几十个性能优化的patch，其中绝大部分都是针对HotSpot Server版JIT的优化补丁。JIT编译器直接决定了Java虚拟机的性能，而HotSpot Server版JIT是OpenJDK中性能最高的编译器，故近期龙芯Java虚拟机团队倾注了大量心血对其进行深度优化。由于官方开源的JIT主要针对x86等传统架构的处理器进行设计，龙芯需要不断改进原始的编译器设计，以更好地适应龙芯处理器的硬件结构和流水线特性。目前龙芯正对OpenJDK8 Server版JIT的后端进行大刀阔斧的优化，其目的是为了强化JIT对LoongISA的支持，并且要让编译器更加适应龙芯处理器的流水线特性。当然，龙芯团队对于JIT的优化绝不会仅限于编译器后端，将来肯定也会对编译器的前端进行优化，以将处理器的性能发挥到极致。
        龙芯Java虚拟机近期又做了很多优化，其优化的效果又如何呢？由于缺乏龙芯官方正式发布的优化数据，笔者将龙芯开源的OpenJDK8在3A2000机器上进行了编译，并以基本数学运算为例直观地感受了一下近期龙芯Java虚拟机的优化效果，如表1所示。表中优化前的数据表示JDK8-mips64-rc16虚拟机的性能，优化后的数据表示当前龙芯开源Java虚拟机的性能。从这些数据可以看出，乘除法和求余操作等基本数学运算的性能普遍提升70%以上。从龙芯开源代码所提交patch的描述信息可知，上述优化效果主要源于JIT编译器新增了对LoongISA中gsdmult和gsddiv等龙芯扩展指令的支持。可以预见，随着JIT对LoongISA支持的不断完善，龙芯Java虚拟机的性能将会越来越高。因此，“根植LoongISA，服务新生态”已成为未来龙芯Java虚拟机前进的重要方向。 
 
四、结束语
 
        随着应用系统对Java性能的要求不断增加，龙芯对Java虚拟机的优化是永无止境的。龙芯将其精心维护的OpenJDK8 MIPS分支开源，一方面是为了回馈开源社区；另一方面也希望能够吸引更多的开源爱好者加入到MIPS分支的开发者队伍中来。龙芯Java虚拟机团队迫切期待每一位开源爱好者的贡献。您可以通过龙芯开源社区（http://www.loongnix.org/）积极参与龙芯Java虚拟机的开发和维护，为OpenJDK MIPS分支的持续优化和软硬件生态的建设贡献力量。未来，龙芯的软件生态会因为您的支持和参与而变得愈发精彩！