Java跨平臺原理與Java虛擬機（JVM）

Java跨平臺原理（字節碼文件、虛擬機）

C/C++語言都直接編譯成針對特定平臺機器碼。若是要跨平臺，須要使用相應的編譯器從新編譯。
Java源程序（.java）要先編譯成與平臺無關的字節碼文件(.class)，而後字節碼文件再解釋成機器碼運行。解釋是經過Java虛擬機來執行的。
字節碼文件不面向任何具體平臺，只面向虛擬機。
Java虛擬機是可運行Java字節碼文件的虛擬計算機。不一樣平臺的虛擬機是不一樣的，但它們都提供了相同的接口。
Java語言具備一次編譯，處處運行的特色。就是說編譯後的.class能夠跨平臺運行，前提是該平臺具備相應的Java虛擬機。可是性能比C/C++要低。
Java的跨平臺原理決定了其性能沒有C/C++高。

由源文件(.java)—>字節碼文件(.class)(二進制文件)-----> 解釋---->Unix,Win,Linux等機器。

• 一次編譯，處處運行。
• 編譯器的做用：將源文件編譯成class文件。
• 虛擬機的做用：將字節碼文件解釋成對應平臺機器碼並執行。
• java能夠實現跨全部的平臺？只有提供而且安裝了相對應的虛擬機就能夠跨該平臺。
• 虛擬機和解釋器的關係：解釋器是虛擬機的一個重要的組成部分。
• Java語言的執行要通過編譯和解釋兩個階段。

對比C語言的跨平臺原理

Java虛擬機（JVM）

JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機）的縮寫，它是整個Java實現跨平臺的最核心的部分，全部的java程序會首先被編譯爲.class的類文件，這種類文件能夠在虛擬機上執行，也就是說class並不直接與機器的操做系統相對應，而是通過虛擬機間接與操做系統交互，由虛擬機將程序解釋給本地系統執行。JVM是Java平臺的基礎，和實際的機器同樣，它也有本身的指令集，而且在運行時操做不一樣的內存區域。 JVM經過抽象操做系統和CPU結構，提供了一種與平臺無關的代碼執行方法，即與特殊的實現方法、主機硬件、主機操做系統無關。JVM的主要工做是解釋本身的指令集（即字節碼）到CPU的指令集或對應的系統調用，保護用戶免被惡意程序騷擾。 JVM對上層的Java源文件是不關心的，它關注的只是由源文件生成的類文件（.class文件）。

JRE

JRE是java runtime environment（java運行環境）的縮寫。光有JVM還不能讓class文件執行，由於在解釋class的時候JVM須要調用解釋所須要的類庫lib。在JDK的安裝目錄裏你能夠找到jre目錄，裏面有兩個文件夾bin和lib,在這裏能夠認爲bin裏的就是jvm，lib中則是jvm工做所須要的類庫，而jvm和lib和起來就稱爲jre。因此，在你寫完java程序編譯成.class以後，你能夠把這個.class文件和jre一塊兒打包發給朋友，這樣你的朋友就能夠運行你寫程序了（jre裏有運行.class的java.exe）。JRE是Sun公司發佈的一個更大的系統，它裏面就有一個JVM。JRE就與具體的CPU結構和操做系統有關，是運行Java程序必不可少的（除非用其餘一些編譯環境編譯成.exe可執行文件……），JRE的地位就象一臺PC機同樣，咱們寫好的Win32應用程序須要操做系統幫咱們運行，一樣的，咱們編寫的Java程序也必需要JRE才能運行。

JDK

JDK是java development kit（java開發工具包）的縮寫。每一個學java的人都會先在機器上裝一個JDK，那 讓咱們看一下JDK的安裝目錄。在目錄下面有六個文件夾、一個src類庫源碼壓縮包、和其餘幾個聲明文件。其中，真正在運行java時起做用的是如下四個文件夾：bin、include、lib、jre。如今咱們能夠看出這樣一個關係，JDK包含JRE，而JRE包含JVM。
bin: 最主要的是編譯器(javac.exe)
include: java和JVM交互用的頭文件
lib：類庫
jre: java運行環境

注意：這裏的bin、lib文件夾和jre裏的bin、lib是不一樣的

總的來講JDK是用於java程序的開發,而jre則是隻能運行class而沒有編譯的功能。eclipse、idea等其餘IDE有本身的編譯器而不是用JDK bin目錄中自帶的，因此在安裝時你會發現他們只要求你選jre路徑就ok了。

JDK,JRE,JVM三者關係

• jdk是JAVA程序開發時用的開發工具包，其內部也有JRE運行環境JRE。
• JRE是JAVA程序運行時須要的運行環境，就是說若是你光是運行JAVA程序而不是去搞開發的話，只安裝JRE就能運行已經存在的JAVA程序了。
• JDk、JRE內部都包含JAVA虛擬機JVM，JAVA虛擬機內部包含許多應用程序的類的解釋器和類加載器等等。

JVM運行原理詳解