Java - java虚拟机概述、jre, jdk, jvm的区别

• Java虚拟机概述

  • Java推出时，提出了 "Write Once，Run Anywhere" 的口号，能达到跨平台运行代码这件事，就必须归功于java虚拟机 (Java Virtual Machine)的功劳了

    • 传统C/C++是直接把程序员写的.c/.cpp代码，编译成那个平台(ex: Windows)能看懂的machine code，所以当编译一次之后，生成出来的这些machine code，只能够在Windows上运行而已，如果要换到另一种平台Linux上运行的话，必须再次将程序员的.c/.cpp代码，编译成Linux版本的machine code，所以C/C++才无法跨平台运行

      • 要知道重新编译的代价是很高的，当程序很小的时候编译可能只需要几秒，但是当程序很大时，一次编译可能需要几个小时

    • 而Java之所以能作到跨平台则是因为他在中间又多加了一层，也就是会把程序员所写的.java代码，编译成java bytecode(可以把这个bytecode看做是一种全新的语言)，而在不同平台上安装该平台相对应的jvm，jvm可以看懂bytecode，并将bytecode转译成该平台看得懂的machine code，如此就达到了跨平台

      • 之所以说java是可以跨平台运行的语言，是因为他编译一次之后，就可以拿著这份bytecode到处跑，不用换个平台就要重新编译一次换份bytecode，也就是说只要代码编译一次之后，就可以一直使用

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  • 有一点要特别注意，Java虚拟机虽然全名叫做 Java Virtual Machine，但他其实跟Java一点关系都没有

    • 当Java虚拟机在执行时，他所认识的是已编译成bytecode的.class，他唯一的工作就是负责把这些.class转换成该平台看得懂的machine code

      • 因此对Java虚拟机来说，这个.class文件是不是从Java编译过来的一点都不重要，他在意的只是这些.class档有没有按照bytecode的规则写而已，所以假设你够厉害，直接写.class bytecode给jvm运行也是可以的

      • 也就是说，如果我们为另一种语言制定了此语言专属的bytecode编译器，使得此bytecode编译器可以将此语言编译成.class，那麽此语言同样也可以运行在jvm上

    • 早在Java刚发展时，设计者就曾经考虑过让其他语言运行在java虚拟机上的可能性，他们在发表规范文档时，也刻意的把Java的规范拆分成了 "Java语言规范" 和 "Java虚拟机规范"，而实际上，目前确实已经有许多其他的语言运行在java虚拟机上了，像是Groovy、Scala、Kotlin...，所以Java虚拟机真的跟Java没啥关系，改叫做 Class Virtual Machine 还贴切一点

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  • 总结以上，Java虚拟机拥有两大无关性

    • 平台无关性 : bytecode .class和不同平台的jvm

    • 语言无关性 : 不止能运行java语言，只要别的语言能编译成class bytecode，jvm都能运行

  • 目前java中使用的jvm是HotSpot虚拟机，HotSpot是由于他的热点代码探测技术而得名

    • HotSpot虚拟机的热点代码探测能力可以通过执行计数器，找出最有价值的代码，然后通知 JIT(Just In Time)编译器以方法为单位进行编译

    • 如果一个方法被频繁调用、或是方法中有效循环次数很多，将会分别触发标准编译和OSR(栈上替换)编译动作，透过编译器和解释器的协同工作，可以在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡

    • 并且HotSpot无须等待JIT把machine code完全输出后才能执行程序，可以先使用解释器执行程序，所以即时编译的时间压力也相对减小，这样有助于引入更多的代码优化计数，输出质量更高的machine code

• jdk、jre、jvm的区别

  • jvm : Java Virtual Machine，java虚拟机

    • 使java可以跨平台运行的神器

  • jre : Java Runtime Environment，Java执行环境

    • 包括了Java SE api和jvm，只要某台电脑安装了jre，就可以运行java程序

  • jdk : Java Development Kit，Java开发工具，曾被戏称为 Java Developer Killer

    • javac、javadoc这些开发工具，都包含在jdk裡面，所以对于开发java程序的人，必须要安装jdk才能进行开发

  • 简单的说，jdk包括了Java程式语言、工具程式、jre，jre包括了部署技术、Java SE api、jvm

    • 所以开发程式的程序员才需要安装jdk(只要载jdk就会连jre、jvm都包括了)，如果是已开发好的程式要给别人运行，那麽只要在别人的电脑上安装jre就可以了

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