Java的跨平臺

此篇博文主要源自zero516cn以及網絡xiaozhen的天空的博客：http://xiaozhen1900.blog.163.com/blog/static/1741732572011325111945246/

 

 

一、什麼是平臺

Java是能夠跨平臺的編程語言，那咱們首先得知道什麼是平臺，咱們把CPU處理器與操做系統的總體叫平臺。

CPU你們都知道，若是計算機是人,那CPU就是人的大腦，它既負責思惟運算，又負責身體各部件的命令控制。CPU的種類不少，除去咱們熟知的Intel與AMD外，還有好比上面說到的SUN的Sparc,好比IBM的PowerPC等等，這些各個公司生產的CPU使用或相同或不一樣的指令集。指令集就是cpu中用來計算和控制計算機系統的一套指令的集合。指令集又分爲精簡指令集（RISC）與複雜指令集(CISC)，每種cpu都有其特定的指令集。開發程序，首先要知道該程序在什麼CPU上運行,也就是要知道CPU所使用的指令集。

下面說操做系統，操做系統是充當用戶和計算機之間交互的界面軟件，不一樣的操做系統支持不一樣的CPU，嚴格意義上說是不一樣的操做系統支持不一樣CPU的指令集。例如  windows和liunx都支持Intel和AMD的複雜指令集，但並不支持PowerPC所使用的精簡指令集，而早期的MAC電腦使用的是PowerPC處理器，因此也就沒法在MAC下直接安裝windows,直到05年MAC改用了Intel的CPU,才使在MAC下安裝windows成爲可能。但問題來了，原來的MAC 操做系統也只支持PowerPC,在Intel上也不能安裝，怎麼辦？因此蘋果公司也得重寫本身的MAC操做系統以支持這種變化。最後總結下，咱們要知道，不一樣的操做系統支持不一樣的CPU指令集，如今的windows,liunx,mac,solaris都支持Intel與AMD的CPU指令集。

有了上面的鋪墊，旺旺老師就要告訴你們，若是您要開發程序，首先應該肯定：1，CPU類型，也就是指令集類型；2，操做系統；咱們把這種軟硬件的結合叫平臺。也能夠說「平臺= CPU+OS」。又由於如今主流的操做系統都支持主流的CPU，因此有時也把操做系統稱爲平臺。

　　知道什麼是平臺，咱們看Java跨平臺原理。

　　二、Java跨平臺原理

首先看一張與C語言有關的圖：

　　　　

若是您有過C的開發經歷，這張圖看起來將很是輕鬆。咱們知道，只要是用標準C開發的程序，使用不一樣的編譯器編譯後的可執行文件是能夠在對應平臺運行的，好比windows可使用VC編譯，那編譯後的exe文件就能夠在windows下運行；liunx下可使用GCC編譯，生成的可執行文件就能夠在Liunx上運行。

到這裏請你們思考一個問題：「VC編譯的exe能在Liunx上運行嗎？」

答案確定是否認的。使用特定編譯器編譯的程序只能在對應的平臺運行，這裏也能夠說編譯器是與平臺相關的，編譯後的文件也是與平臺相關的。咱們說的語言跨平臺是編譯後的文件跨平臺，而不是源程序跨平臺，若是是源程序，任何一門語言都是跨平臺的語言了。這個若是您不明白，看下面一個案例：

比 如火星真的有外星人（而且毋庸置疑，火星是韓國人的，火星文也必定是韓國人發明的），就像咱們觀察螞蟻同樣，火星人默默的觀察着咱們，有一天，當人類作的 什麼事情讓火星人實在是看不下去了（好比旺旺老師的書出版了你不買，哈哈，嘔吐中，不要緊，吐啊吐啊就吐習慣了），因此決定來地球教育咱們，但有一個問 題，火星人只會說火星文，地球人理解不了，怎麼辦啊？找翻譯唄（也許非主流能夠幫忙，玩笑）！由中文翻譯把火星文翻譯爲中文，英文翻譯把火星文翻譯爲英文 等等等等，但這樣問題來了，中文翻譯翻譯的東西只有中國人能聽懂，美國人法國人根本不明白，英文翻譯翻譯的文章中國人也不明白，也就是語言不能跨平臺。

那上例中，火星文就是C語言，各個國家是平臺，中文翻譯英文翻譯就是對應平臺的編譯器，編譯後的文章就是可執行文件。雖然源文章火星文是與平臺無關的，但翻譯器是與特定國家相關的，翻譯後的文章也是與特定國家相關的。

接下來思考另外一個問題「怎麼讓火星文跨平臺呢？」

火星人想到了地球上有世界語，因而首先把本身的文章翻譯爲世界語；世界語各國人固然看不懂，不要緊，火星人又給每一個國家配備了一個世界語到本地語的翻譯，這 樣火星文只要翻譯一次（翻譯爲世界語），就能夠到各個國家運行了。還要記住，這個過程火星人要提供兩個組件，第一是火星文到世界語的翻譯，第二是世界語到 對應本地語言的翻譯。以下圖：

　　　　

有了上面案例的積累，咱們也知道了語言跨平臺原理：「不能編譯成機器語言，由於那樣就與平臺相關了，編譯爲中間語言，再由解釋器二次編譯，解釋執行。」以下是Java跨平臺原理表示圖：

　　　　

上圖中的.java就是源程序，相似於c語言的.c,生成的中間碼是.class,這個既是咱們上文中說的中間語，各個平臺解釋器就是各類國家翻譯。

接下來咱們再比較下兩種方式的差別：第一，C語言是編譯執行的，編譯器與平臺相關，編譯生成的可執行文件與平臺相關；第二，Java是解釋執行的，編譯爲中間碼的編譯器與平臺無關，編譯生成的中間碼也與平臺無關（一次編譯，處處運行），中間碼再由解釋器解釋執行，解釋器是與平臺相關的，也就是不一樣的平臺須要不一樣的解釋器.

這裏再說下語言根據執行方式的不一樣分類：第一是編譯執行，如上文中說到的C，它把源程序由特定平臺的編譯器一次性編譯爲平臺相關的機器碼,它的優勢是執行速度快，缺點是沒法跨平臺；第二是解釋執行，如HTML,JavaScript，它使用特定的解釋器，把代碼一行行解釋爲機器碼，相似於同聲翻譯，它的優勢是能夠跨平臺，缺點是執行速度慢，暴露源程序；第三種是從Java開始引入的「中間碼+虛擬機」的方式，它既整合了編譯語言與解釋語言的優勢，同時如虛擬機又能夠解決如垃圾回收，安全性檢查等這些傳統語言頭疼的問題，因此其後微軟的.NET平臺也使用的這種方式。

 　　

　　Java先編譯後解釋

　　同一個.class文件在不一樣的虛擬機會獲得不一樣的機器指令（Windows和Linux的機器指令不一樣），可是最終執行的結果倒是相同的