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Java工作原理
由四方面組成:
(1)Java編程語言
(2)Java類文件格式
(3)Java虛擬機
(4)Java應用程序接口
當編輯并運行一個Java程序時,需要同時涉及到這四種方面。使用文字編輯軟件(例如記事本、寫字板、UltraEdit等)或集成開發(fā)環(huán)境(Eclipse、MyEclipse等)在Java源文件中定義不同的類 ,通過調(diào)用類(這些類實現(xiàn)了Java API)中的方法來訪問資源系統(tǒng),把源文件編譯生成一種二進制中間碼,存儲在class文件中,然后再通過運行與操作系統(tǒng)平臺環(huán)境相對應的Java虛擬機來運行class文件,執(zhí)行編譯產(chǎn)生的字節(jié)碼,調(diào)用class文件中實現(xiàn)的方法來滿足程序的Java API調(diào)用 。
Java這一語言的執(zhí)行過程也遵循這樣的過程:源代碼---機器碼。 但是,從源代碼到機器碼之間,究竟經(jīng)過什么樣的過程,則是Java獨一無二的了。寬泛地講,Java源代碼(.java)經(jīng)過java編譯器(javac.exe)編譯之后,并沒有直接轉(zhuǎn)化為機器碼,而是轉(zhuǎn)化成一種中間格式,成為字節(jié)碼(.class),字節(jié)碼再經(jīng)過java虛擬機轉(zhuǎn)化成特定CPU架構(gòu)的機器碼。也正是因為這一中間物,java才有所謂的跨平臺。在windows平臺上編譯好的字節(jié)碼,copy到linux平臺后,經(jīng)過為linux而設(shè)計的Java虛擬機解釋后即可執(zhí)行。跨平臺這一特征,是通過字節(jié)碼和JVM來實現(xiàn)的。
因此,想搞清楚java程序到底是如何運行的,重點在于弄明白字節(jié)碼是如何被轉(zhuǎn)化成跟CPU架構(gòu)相關(guān)的機器碼然后被執(zhí)行的。也就是要理解JVM到底是如何工作的。在了解JVM之前,我們再跳出來一下,先看看什么是虛擬機。所謂虛擬機,我是這么理解的:用軟件的方式模擬出跟硬件類似的環(huán)境,比如說寄存器、存儲器等等。當然,所有最終的工作還是由原來的CPU來完成。比如說VirtualBox這個虛擬機產(chǎn)品,它其實就是一個應用程序,用某種編程語言編寫的應用程序。當運行這個應用程序時,它會要求操作系統(tǒng)給它獨立施展手腳的空間:給我一些內(nèi)存,給我一定的CPU時間片,然后不用管我了。你可能會問,寄存器是硬件啊,它怎么能劃分啊,難道是時間劃分?不是的,像內(nèi)存這樣的硬件,可以給虛擬機一塊獨立的內(nèi)存塊,但是寄存器之后的,則需要用“模擬仿真”的方式來模擬。OK,回到Java虛擬機。到底什么是Java虛擬機,很難有一個十分明確的定義,狹窄一點說,它就是一個應用程序,大部分用C++編寫的。寬泛地說,它就是執(zhí)行字節(jié)碼的一整個環(huán)境。