- 相關(guān)推薦
Java虛擬機(jī)是什么
Java可以編寫桌面應(yīng)用程序、Web應(yīng)用程序、分布式系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序等。那么大家知道Java虛擬機(jī)是什么呢?下面一起來看看!
什么是Java虛擬機(jī)
作為一個Java程序員,我們每天都在寫Java代碼,我們寫的代碼都是在一個叫做Java虛擬機(jī)的東西上執(zhí)行的。但是如果要問什么是虛擬機(jī),恐怕很多人就會模棱兩可了。在本文中,我會寫下我對虛擬機(jī)的理解。因?yàn)槟芰λ,可能有些地方描述的不夠欠?dāng)。如果你有不同的理解,歡迎交流。
我們都知道Java程序必須在虛擬機(jī)上運(yùn)行。那么虛擬機(jī)到底是什么呢?先看網(wǎng)上搜索到的比較靠譜的解釋:
虛擬機(jī)是一種抽象化的計算機(jī),通過在實(shí)際的計算機(jī)上仿真模擬各種計算機(jī)功能來實(shí)現(xiàn)的。Java虛擬機(jī)有自己完善的硬體架構(gòu),如處理器、堆棧、寄存器等,還具有相應(yīng)的指令系統(tǒng)。JVM屏蔽了與具體操作系統(tǒng)平臺相關(guān)的信息,使得Java程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼(字節(jié)碼),就可以在多種平臺上不加修改地運(yùn)行。
這種解釋應(yīng)該算是正確的,但是只描述了虛擬機(jī)的外部行為和功能,并沒有針對內(nèi)部原理做出說明。一般情況下我們不需要知道虛擬機(jī)的運(yùn)行原理,只要專注寫java代碼就可以了,這也正是虛擬機(jī)之所以存在的原因--屏蔽底層操作系統(tǒng)平臺的不同并且減少基于原生語言開發(fā)的復(fù)雜性,使java這門語言能夠跨各種平臺(只要虛擬機(jī)廠商在特定平臺上實(shí)現(xiàn)了虛擬機(jī)),并且簡單易用。這些都是虛擬機(jī)的外部特性,但是從這些信息來解釋虛擬機(jī),未免太籠統(tǒng)了,無法讓我們知道內(nèi)部原理。
從進(jìn)程的角度解釋JVM
讓我們嘗試從操作系統(tǒng)的層面來理解虛擬機(jī)。我們知道,虛擬機(jī)是運(yùn)行在操作系統(tǒng)之中的,那么什么東西才能在操作系統(tǒng)中運(yùn)行呢?當(dāng)然是進(jìn)程,因?yàn)檫M(jìn)程是操作系統(tǒng)中的執(zhí)行單位?梢赃@樣理解,當(dāng)它在運(yùn)行的時候,它就是一個操作系統(tǒng)中的進(jìn)程實(shí)例,當(dāng)它沒有在運(yùn)行時(作為可執(zhí)行文件存放于文件系統(tǒng)中),可以把它叫做程序。
對命令行比較熟悉的同學(xué),都知道其實(shí)一個命令對應(yīng)一個可執(zhí)行的二進(jìn)制文件,當(dāng)敲下這個命令并且回車后,就會創(chuàng)建一個進(jìn)程,加載對應(yīng)的可執(zhí)行文件到進(jìn)程的地址空間中,并且執(zhí)行其中的指令。下面對比C語言和Java語言的HelloWorld程序來說明問題。
首先編寫C語言版的HelloWorld程序。
[cpp] view plain copy#include
#include
int main(void) {
printf("hello world ");
return 0;
}
編譯C語言版的HelloWorld程序:
[plain] view plain copygcc HelloWorld.c -o HelloWorld
運(yùn)行c語言版的HelloWorld程序:
[plain] view plain copyzhangjg@linux:/deve/workspace/HelloWorld/src$ ./HelloWorld
hello world
gcc編譯器編譯后的文件直接就是可操作系統(tǒng)識別的二進(jìn)制可執(zhí)行文件,當(dāng)我們在命令行中敲下 ./HelloWorld這條命令的時候, 直接創(chuàng)建一個進(jìn)程, 并且將可執(zhí)行文件加載到進(jìn)程的地址空間中, 執(zhí)行文件中的指令。
作為對比, 我們看一下Java版HelloWord程序的編譯和執(zhí)行形式。
首先編寫源文件HelloWord.java :
[java] view plain copypublic class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("HelloWorld");
}
}
編譯Java版的HelloWorld程序:
[java] view plain copyzhangjg@linux:/deve/workspace/HelloJava/src$ javac HelloWorld.java
zhangjg@linux:/deve/workspace/HelloJava/src$ ls
HelloWorld.class HelloWorld.java
運(yùn)行Java版的HelloWorld程序:
[plain] view plain copyzhangjg@linux:/deve/workspace/HelloJava/src$ java -classpath . HelloWorld
HelloWorld
從上面的過程可以看到, 我們在運(yùn)行Java版的HelloWorld程序的時候, 敲入的命令并不是 ./HelloWorld.class 。 因?yàn)閏lass文件并不是可以直接操作系統(tǒng)識別的二進(jìn)制可執(zhí)行文件 。 我們敲入的是java這個命令。 這個命令說明, 我們首先啟動的是一個叫做java的程序, 這個java程序在運(yùn)行起來之后就是一個JVM進(jìn)程實(shí)例。
上面的命令執(zhí)行流程是這樣的:
java命令首先啟動虛擬機(jī)進(jìn)程,虛擬機(jī)進(jìn)程成功啟動后,讀取參數(shù)“HelloWorld”,把他作為初始類加載到內(nèi)存,對這個類進(jìn)行初始化和動態(tài)鏈接(關(guān)于類的初始化和動態(tài)鏈接會在后面的博客中介紹),然后從這個類的main方法開始執(zhí)行。也就是說我們的.class文件不是直接被系統(tǒng)加載后直接在cpu上執(zhí)行的,而是被一個叫做虛擬機(jī)的進(jìn)程托管的。首先必須虛擬機(jī)進(jìn)程啟動就緒,然后由虛擬機(jī)中的類加載器加載必要的class文件,包括jdk中的基礎(chǔ)類(如String和Object等),然后由虛擬機(jī)進(jìn)程解釋class字節(jié)碼指令,把這些字節(jié)碼指令翻譯成本機(jī)cpu能夠識別的指令,才能在cpu上運(yùn)行。
從這個層面上來看,在執(zhí)行一個所謂的java程序的時候,真真正正在執(zhí)行的是一個叫做Java虛擬機(jī)的進(jìn)程,而不是我們寫的一個個的class文件。這個叫做虛擬機(jī)的進(jìn)程處理一些底層的操作,比如內(nèi)存的分配和釋放等等。我們編寫的class文件只是虛擬機(jī)進(jìn)程執(zhí)行時需要的“原料”。這些“原料”在運(yùn)行時被加載到虛擬機(jī)中,被虛擬機(jī)解釋執(zhí)行,以控制虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)我們java代碼中所定義的一些相對高層的操作,比如創(chuàng)建一個文件等,可以將class文件中的信息看做對虛擬機(jī)的控制信息,也就是一種虛擬指令。
編程語言也有自己的原理, 學(xué)習(xí)一門語言, 主要是把它的原理搞明白。 看似一個簡單的HelloWorld程序, 也有很多深入的內(nèi)容值得剖析。
【Java虛擬機(jī)是什么】相關(guān)文章:
Java虛擬機(jī)介紹07-12
java虛擬機(jī)的故障處理摘要09-25
Java虛擬機(jī)垃圾收集算法08-13
Java虛擬機(jī)垃圾收集算法簡介09-15
java中JVM虛擬機(jī)內(nèi)存模型詳細(xì)說明09-07
Java是什么07-03
java繼承是什么06-11
Java接口是什么07-21