Java JVM虛擬機

　　在開始這一部分內(nèi)容之前，我們先來看一下，在Java中，Java程序是如何運行的，最后又是如何交給JVM托管的?

　　1.Java 程序運行過程

　　作為一名 Java 程序員，你應該知道，Java 代碼有很多種不同的運行方式。比如說可以在開發(fā)工具中運行，可以雙擊執(zhí)行 jar 文件運行，也可以在命令行中運行，甚至可以在網(wǎng)頁中運行。當然，這些執(zhí)行方式都離不開 JRE，也就是 Java 運行時環(huán)境。

　　實際上，JRE 僅包含運行 Java 程序的必需組件，包括 Java 虛擬機以及 Java 核心類庫等。我們 Java 程序員經(jīng)常接觸到的 JDK(Java 開發(fā)工具包)同樣包含了 JRE，并且還附帶了一系列開發(fā)、診斷工具。

　　然而，運行 C++ 代碼則無需額外的運行時。我們往往把這些代碼直接編譯成 CPU 所能理解的代碼格式，也就是機器碼。

　　Java 作為一門高級程序語言，它的語法非常復雜，抽象程度也很高。因此，直接在硬件上運行這種復雜的程序并不現(xiàn)實。所以呢，在運行 Java 程序之前，我們需要對其進行一番轉(zhuǎn)換。

　　這個轉(zhuǎn)換具體是怎么操作的呢?當前的主流思路是這樣子的，設(shè)計一個面向 Java 語言特性的虛擬機，并通過編譯器將 Java 程序轉(zhuǎn)換成該虛擬機所能識別的指令序列，也稱 Java 字節(jié)碼。這里順便說一句，之所以這么取名，是因為 Java 字節(jié)碼指令的操作碼(opcode)被固定為一個字節(jié)。

　　并且，我們同樣可以將其反匯編為人類可讀的代碼格式(如下圖的最右列所示)。不同的是，Java 版本的編譯結(jié)果相對精簡一些。這是因為 Java 虛擬機相對于物理機而言，抽象程度更高。

　　Java 虛擬機可以由硬件實現(xiàn)[1]，但更為常見的是在各個現(xiàn)有平臺(如 Windows_x64、Linux_aarch64)上提供軟件實現(xiàn)。這么做的意義在于，一旦一個程序被轉(zhuǎn)換成 Java 字節(jié)碼，那么它便可以在不同平臺上的虛擬機實現(xiàn)里運行。這也就是我們經(jīng)常說的“一次編寫，到處運行”。

　　虛擬機的另外一個好處是它帶來了一個托管環(huán)境(Managed Runtime)。這個托管環(huán)境能夠代替我們處理一些代碼中冗長而且容易出錯的部分。其中最廣為人知的當屬自動內(nèi)存管理與垃圾回收，這部分內(nèi)容甚至催生了一波垃圾回收調(diào)優(yōu)的業(yè)務。

　　除此之外，托管環(huán)境還提供了諸如數(shù)組越界、動態(tài)類型、安全權(quán)限等等的動態(tài)檢測，使我們免于書寫這些無關(guān)業(yè)務邏輯的代碼。

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