1.3.2 java程序的運行機制和jvm

        java語言比較特殊，由java語言編寫的程序須要通過編譯步驟，但這個編譯步驟並不會生成特定平臺的機器碼，而是生成一種與平臺無關的字節碼（也就是*.class文件）。固然，這種字節碼不是可執行性的，必須使用java解釋器來解釋執行。所以，咱們能夠認爲：java語言既是編譯型語言，也是解釋型語言。或者說，java語言既不是純粹的編譯型語言，也不是純粹的解釋型語言。java程序的執行過程必須通過先編譯，後解釋兩個步驟。如圖1.1所示。

        java語言裏負責解釋執行字節碼文件的是java虛擬機，既 JVM（java Virtual Machine）。JVM是可運行java字節碼文件的虛擬計算機。全部平臺上的JVM向編譯器提供相同的編程接口，而編譯器只須要面向虛擬機，生成虛擬機能理解的代碼，而後由虛擬機來解釋執行，在一些虛擬機的實現中，還會將虛擬機代碼轉換成特定系統的機器碼執行，從而提升執行效率。

        當使用 java 編譯器編譯java程序時，生成的是與平臺無關的字節碼，這些字節碼不面向任何具體平臺，只面向JVM。不一樣平臺上的JVM都是不一樣的，但他們都提供了相同的接口。JVM 是java程序跨平臺的關鍵部分，只要爲不一樣平臺實現了相應的虛擬機，編譯後的java字節碼就能夠在該平臺上運行。顯然，相同的字節碼程序須要再不一樣的平臺上運行，這幾乎是「不可能的」，只有經過中間的轉換器才能夠實現，JVM就是這個轉換器。

        JVM是一個抽象的計算機，和實際的計算機同樣，它具備指令集並使用不一樣的存儲區域。它負責執行指令，還要管理數據、內存和寄存器。

        提示：JVM的做用很容易理解，就像咱們有兩支不一樣的筆，但須要把同一個筆帽套在兩支不一樣的筆上，只有爲這兩支筆分別提供一個轉換器，這個轉換器向上的接口相同，用於適應同一個筆帽；向下的接口不一樣，用於適應兩支不一樣的筆。在這個類比中，咱們能夠近似地理解兩隻不一樣的筆就是不一樣的操做系統，而同一個筆帽就是java字節碼程序，轉換器角色則對應JVM。相似地，咱們也能夠認爲JVM分爲向上和向下兩個部分，全部平臺上的JVM向上提供給java字節碼程序的接口徹底相同，但向下適應不一樣平臺的接口則互不相同。

        Sun公司制定的 java 虛擬機規範在技術上規定了JVM的統一標準，具體定義了JVM的以下細節：

• 指令集

• 寄存器

• 類文件的格式

• 棧

• 垃圾回收堆

• 存儲區
  

        Sun公司制定這些規範的目的是爲了提供統一的標準，最終實現java程序的平臺無關性。