Java究竟为什么需要 JVM(Java虚拟机)?

发表于 2018-03-13 18:03:54
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JVM究竟是什么

JVM,Java Virtual Machine,中文就是Java虚拟机了, 和名字一样就是个虚拟机器,来模拟通用的计算机,有着一套虚拟的完善的硬件架构,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。 JVM是一种规定好的标准规范, 定义了.class文件在其内部运行的相关标准和规范。一般来讲,所有的JVM都是基于栈结构的运行方式。那么不符合这种要求的,不算是JVM, 如Android中所使用的Dalvik 虚拟机就不能称作是JAVA 虚拟机, 因为它是基于寄存器(最新的Android系统据说已经放弃了Dalvik VM, 而是使用ART)。

JVM相关实现的产品有很多, 通常最有名最常用的就是现在Oracle公司所有的HotSpot 虚拟机。

Java语言与 JVM之间的关系

Java程式可以跨平台,这是你在许多书或文件早就看过的描述,但是跨平台是怎麽一回事?在这之前,你得先了解跨平台是怎麽一回事。

其实对于电脑而言,它只认识一种语言,也就是0101序列所组合而成的指令。当你使用的是C/C++等之类的高阶语言编写代码时,其实这些语言,都是比较贴近人类语言的语法,不过大部门都是英语语义,对我们来说还是不够亲切,这都是很多小白入门学习的障碍了。这是为了方便人类阅读及编写,计算机也看不懂C/C++这类语言。

你要有个「翻译员」将你写的C/C++代码,翻译为电脑看得懂的0101序列指令,这个翻译员就是所谓的「编译器」(Compiler):

Java究竟为什么需要 JVM(Java虚拟机)?

问题在于,每个平台所认识的0101序列并不一样。在Windows上也许某个指令是0101,在Linux下也许是1010,因此不同的平台必须使用不同的编译器来编译你的代码,而在Windows平台上编译好的程序,也不能直接拿到Linux等其它平台上执行,而必须经过重新编译的动作,让编译器将你的程式编译为该平台可以执行的指令。

Java究竟为什么需要 JVM(Java虚拟机)?

由于每个平台的特性不同,可引用的函数程序库(Library)不同,也许你的代码还得作修改,才可以在另一个平台上编译执行。这很不方便,就是说如果你在Windows设计了一款游戏,想要卖给Linux的使用者,就得再花费一些功夫。这也是为什么大部分游戏或者软件只能在Windows运行了。

Java 也是个高阶语言,要让电脑执行你编写的应用程序,也是得借助编译器的翻译。不过,Java编译时,并不直接翻译为相依于某平台的0101指令,而是翻译为中介格式的位元码(byte code)。Java 的原始码文件格式名为*.java,经过编译器翻译过后,会变成*.class的格式文件位元码。如果想要执行这个位元码档案,目标平台上必须安装有JVM(Java Virtual Machine)。JVM会将位元码翻译为相应平台支持的语言。

Java究竟为什么需要 JVM(Java虚拟机)?

不同的平台必须安装该平台相对应的JVM。这就好比你讲中文(*.java),Java编译器帮你翻译为英文(*.class)。之后该英文文件,到当地之后,再由当地看得懂英文的人翻译为当地的方言。

所以JVM所担任的职责之一,就是当地的翻译员,将位元码文件翻译为当时作业系统看得懂的0101序列。不过这不是最重要的,基本上如果只是要翻译员的话,直译器(Interpreter )就办得到了。

JVM有个很重要的观念就是:「对于Java程式而言,其实它只认识一种作业系统(或说是一种机器),这个系统叫作JVM,而对于JVM而言,位元码文件就是它的可执行文件!也就是格式为.class的文件。Java代码程序,理想上,并不用理会真正执行于哪个平台之上,它只要知道如何执行于JVM之上就可以了,至于JVM实际上如何与底层平台作沟通,则是JVM自己的事!」这个观念非常的重要,对于以后能够搞清楚所PATH变量与CLASSPATH变量的概念,也有一定的帮助。

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世界是你的 最后编辑 于 2018-03-13 18:03:54
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