Java知多少（2）虛擬機(JVM)以及跨平臺原理

相信你們已經瞭解到Java具備跨平臺的特性，能夠「一次編譯，處處運行」，在Windows下編寫的程序，無需任何修改就能夠在Linux下運行，這是C和C++很難作到的。

那麼，跨平臺是怎樣實現的呢？這就要談及Java虛擬機（Java Virtual Machine，簡稱 JVM）。

JVM也是一個軟件，不一樣的平臺有不一樣的版本。咱們編寫的Java源碼，編譯後會生成一種 .class 文件，稱爲字節碼文件。Java虛擬機就是負責將字節碼文件翻譯成特定平臺下的機器碼而後運行。也就是說，只要在不一樣平臺上安裝對應的JVM，就能夠運行字節碼文件，運行咱們編寫的Java程序。

而這個過程當中，咱們編寫的Java程序沒有作任何改變，僅僅是經過JVM這一」中間層「，就能在不一樣平臺上運行，真正實現了」一次編譯，處處運行「的目的。

JVM是一個」橋樑「，是一個」中間件「，是實現跨平臺的關鍵，Java代碼首先被編譯成字節碼文件，再由JVM將字節碼文件翻譯成機器語言，從而達到運行Java程序的目的。

注意：編譯的結果不是生成機器碼，而是生成字節碼，字節碼不能直接運行，必須經過JVM翻譯成機器碼才能運行。不一樣平臺下編譯生成的字節碼是同樣的，可是由JVM翻譯成的機器碼卻不同。

因此，運行Java程序必須有JVM的支持，由於編譯的結果不是機器碼，必需要通過JVM的再次翻譯才能執行。即便你將Java程序打包成可執行文件（例如 .exe），仍然須要JVM的支持。

注意：跨平臺的是Java程序，不是JVM。JVM是用C/C++開發的，是編譯後的機器碼，不能跨平臺，不一樣平臺下須要安裝不一樣版本的JVM。

圖1  JVM實現跨平臺

關於JVM的執行效率

Java 推出的前幾年，人們有不一樣的見解，解釋字節碼確定比全速運行機器碼慢不少，犧牲性能換來跨平臺的優點是否值得？

然而，JVM 有一個選項，能夠將使用最頻繁的字節碼翻譯成機器碼並保存，這一過程被稱爲即時編譯。這種方式確實頗有效，導致微軟的 .NET 平臺也使用了虛擬機。

如今的及時編譯器已經至關出色，甚至成了傳統編譯器的競爭對手，某些狀況下甚至超過了傳統編譯器，緣由是JVM能夠監控運行時信息。例如，即時編譯器能夠監控使用頻率高的代碼並進行優化，能夠消除函數調用（即「內嵌」）。

可是，Java 畢竟有一些C/C++沒有的額外的開銷，關鍵應用程序速度較慢。好比Java採用了與平臺無關的繪圖方式，GUI程序（客戶端程序）執行要慢；虛擬機啓動也須要時間。

客戶端市場的折戟

Java 的GUI庫稱不上出色，界面不算友好，大部分用戶不太習慣；Java 的客戶端資源消耗也比較大，大數據量的應用和功能複雜的應用性能堪憂。

更加不能接受的是，微軟因自身利益和SUN分家後，Windows 便再也不預裝JVM了，用戶安裝你的程序以前，必需要安裝JVM並正確設置，你能夠要求普通用戶安裝你的軟件，可是你能指望他了解JVM的有關知識並正確安裝設置嗎？

雖然你能夠將JVM集成在你的程序中，自動安裝並設置，不讓用戶干預，可是你但願附帶一個比你的程序還要大好多的JVM嗎？一個軟件這樣作或許能夠接受，成千上萬個軟件都這樣作，那用戶要安裝多少個JVM？磁盤空間要浪費多少？

因此，直接投放市場的面向普通用戶的客戶端程序，用Java開發的不多，大部分Java開發的客戶端是給企業內部員工使用，員工領到電腦時，技術部已經給配置好了。若是你但願從事客戶端開發，建議學習 C/C++ 和 .NET，它們在Window客戶端開發方面有較大的優點。

種種緣由，註定了Java客戶端不利於推向市場，讓普通用戶接受。不過話又說回來，客戶端開發也不是Java的初衷，Java最初是面向嵌入式的，卻隨着互聯網的興起而快速成長，在Web開發上大顯身手。

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