談談java的運行機制

時間 2019-11-17

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1.高級語言的運行機制

咱們編程都是用的高級語言(寫彙編和機器語言的大牛們除外)，計算機不能直接理解高級語言，只能理解和運行機器語言，因此必需要把高級語言翻譯成機器語言，計算機才能運行高級語言所編寫的程序。java

翻譯，其實翻譯的方式有兩種，一個是編譯，一個是解釋。兩種方式只是翻譯的時間不一樣。程序員

1.1編譯型語言（如C、C++、Objective-C）

使用專門的編譯器，針對特定平臺（操做系統）將某種高級語言源代碼一次性」翻譯「成可被該平臺硬件執行的機器碼（包括機器指令和操做數），幷包裝成該平臺所能識別的可執行性程序的格式。編程

優勢：運行效率較高bootstrap

缺點：編譯生成的程序沒法移植工具

1.2解釋型語言（如Ruby、Python）

使用專門的解釋器對源程序逐行解釋成特定平臺的機器碼並當即執行的語言。解釋型語言一般不會總體性的編譯和連接處理，解釋型語言至關於把編譯型語言中的編譯和解釋過程混合到一塊兒同時完成。開發工具

優勢：跨平臺較容易優化

缺點：效率較低，不能脫離解釋器獨立運行spa

2.Java語言的運行機制

2.1Java是編譯型和解釋型語言的結合體。

①首先採用通用的java編譯器將java源程序編譯成爲與平臺無關的字節碼文件（class文件）操作系統

②而後由java虛擬機（JVM）對字節碼文件解釋執行。翻譯

注意：java字節碼具備平臺無關性、能夠在各類不一樣系統平臺中運行，可是須要有不一樣版本的java虛擬機，不一樣系統平臺的java運行環境其java虛擬機是不同的。

2.2 JVM(Java Virtual Machine Java虛擬機)

（1）JVM是Java字節碼執行的引擎，爲java程序的執行提供必要的支持，還能優化java字節碼，使之轉換成效率更高的機器指令。程序員編寫的程序最終都要在JVM上執行，JVM中類的裝載是由類加載器（ClassLoader）和它的子類來實現的。（2）ClassLoader是java運行時一個重要的系統組件，負責在運行時查找和裝入類文件的類。

（3）JVM屏蔽了與具體操做系統平臺相關的信息，從而實現了java程序只需生成在JVM上運行的字節碼文件（class文件），就能夠在多種平臺上不加修改地運行。不一樣平臺對應着不一樣的JVM，在執行字節碼時，JVM負責將每一條要執行的字節碼送給解釋器，解釋器再將其翻譯成特定平臺環境的機器指令並執行。java語言最重要的特色就是跨平臺運行，使用JVM就是爲了支持與操做系統無關，實現跨平臺運行。

2.3 ClassLoader

（1）是JVM實現的一部分，包括bootstrapclassloader（啓動類加載器）

（2）ClassLoader在JVM運行的時候加載java核心的API，經過java程序實現兩個ClassLoader:

①ExtClassLoader，它的做用是用來加載java的擴展API，也就是lib\ext類；

②AppClassLoader，用來加載用戶機器上CLASSPATH設置目錄中的Class.

（3）ClassLoader加載流程：當運行一個程序的時候，JVM啓動，運行bootstrapclassloader，該ClassLoader加載java核心API，而後調用ExtClassLoader加載擴展API，最後AppClassLoader加載CLASSPATH目錄下定義的Class.

2.4JRE

JRE是JavaRuntimeEnvironment，java運行時環境，它是java程序運行所必須的環境集合，主要由java虛擬機、java平臺核心類和若干支持文件組成。其不包含開發工具、編譯器、調試器以及其餘工具。

在執行java程序的時候，操做系統會按照下面順序尋找JRE環境。

（1）先查找當前目錄下有沒有JRE

（2）再查找父目錄下有沒有JRE

（3）接着在環境變量PATH制定的路徑中查找JRE

（4）註冊表查看CurrentVersion的鍵值指向哪一個JRE

JRE自帶的基礎類庫主要在JRE\LIB\rt.jar文件中。在程序運行時，JRE由ClassLoader(類加載器)負責查找和加載程序引用到的基類庫和其餘類庫。基礎類庫，Classloader會自動到rt.jar的位置；其餘的類庫，ClassLoader在環境變量CLASSPATH制定的路徑中搜索。