核心思想: “Write Once, Run anywhere”. 各种语言通过编译器转换成字节码文件,在JVM上运行。
一、Java虚拟机
- Java虚拟机是一台执行Java字节码的虚拟计算机,它拥有独立的运行机制,其运行的Java字节码也未必由Java语言编译而成。
- JVM平台的各种语言可以共享Java虚拟机带来的跨平台性、优秀的垃圾回收器,以及可靠的即时编译器。
- Java技术的核心就是Java虚拟机(JVM,Java Virtual Machine),因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部。
二、JVM的作用:
- Java虚拟机就是二进制字节码的运行环境,负责装载字节码到其内部,解释/编译为对应平台上的机器指令执行。
三、JVM的特点:
- 一次编译,处处运行。
- 自动内存管理。
- 自动垃圾回收。
四、JVM的位置:
- JVM运行在操作系统上,与硬件没有直接交互。
五、JVM的整体结构
六、JVM的架构模型
Java编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构,另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构。
基于栈式架构的特点:
- 设计和实现更简单,适用于资源受限的系统
- 避开了寄存器的分配难题:使用零地址指令方式分配
- 指令流中的指令大部分是零地址指令,其执行过程依赖于操作栈。指令集更小,编译器容易实现
- 不需要硬件支持,可移植性更好,更好实现跨平台
基于寄存器架构的特点 :(汇编语言一课学习的就是这种)
- 典型的应用是x86的二进制指令集:比如传统的PC以及Android的Davlik虚拟机
- 指令集架构则完全依赖硬件,可移植性差
- 性能优秀和执行更高效
- 花费更少的指令去完成一项操作
- 在大部分情况下,基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主,而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主
举例:执行2+3
基于栈:
iconst_2 //常量2入栈
istore_1
iconst_3 // 常量3入栈
istore_2
iload_1
iload_2
iadd //常量2/3出栈,执行相加
istore_0 // 结果5入栈
基于寄存器:
mov eax,2 //将eax寄存器的值设为1
add eax,3 //使eax寄存器的值加3
七、JVM的生命周期
1. 虚拟机的启动
Java虚拟机的启动是通过引导类加载器(bootstrap class loader)创建一个初始类(initial class)来完成的,这个类是由虚拟机的具体实现指定的。
2. 虚拟机的执行
- 一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务:执行Java程序。
- 程序开始执行时他才运行,程序结束时他就停止。
- 执行一个所谓的Java程序的时候,真真正正在执行的是一个叫做Java虚拟机的进程。
3. 虚拟机的退出
有如下的几种情况:
- 程序正常执行结束
- 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
- 由于操作系统用现错误而导致Java虚拟机进程终止
- 某线程调用Runtime类或system类的exit方法,或Runtime类的halt方法,并且Java安全管理器也允许这次exit或halt操作。
- 除此之外,JNI(Java Native Interface)规范描述了用JNI Invocation API来加载或卸载 Java虚拟机时,Java虚拟机的退出情况。