Java是高级语言,但是真正的执行需要最终转换成机器指令才能执行:首先.java文件经过编译成为.class文件(字节码文件),然后将编译好的字节码文件放到虚拟机中就可以执行了。
Java能实现跨平台是因为JVM帮它屏蔽了众平台间的不同。
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。
每一条Java指令,Java虚拟机规范中都有详细定义,如怎么取操作数,怎么处理操作数,处理结果放在哪里。
1、一次编译,到处运行
2、自动内存管理
3、自动垃圾回收功能
JVM是运行在操作系统之上的,它与硬件没有直接的交互
1、 HotSpot VM是目前市面上高性能虚拟机的代表作之一。
2、它采用解释器与即时编译器并存的架构。
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:
基于寄存器架构的特点:
同样执行2+3这种逻辑操作,其指令分别如下:
基于栈的计算流程(以Java虚拟机为例):
iconst_2 //常量2入栈
istore_1
iconst_3 // 常量3入栈
iload_1
iload_2
iadd // 常量2、3出栈,执行相加
istore_0 // 结果5入栈
而基于寄存器的计算流程
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
由于跨平台性的设计,Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同,所以不能设计为基于寄存器的。 优点是跨平台,指令集小,编译器容易实现;缺点是性能下降,实现同样的功能需要更多的指令。
时至今日,尽管嵌入式平台已经不是Java程序的主流运行平台了(准确来说应该是HotSpot VM的宿主环境已经不局限于嵌入式平台了),那么为什么不将架构更换为基于寄存器的架构呢?
因为基于栈的架构跨平台性好、指令集小,虽然相对于基于寄存器的架构来说,基于栈的架构编译得到的指令更多,执行性能也不如基于寄存器的架构好,但考虑到其跨平台性与移植性,我们还是选用栈的架构
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。
虚拟机的执行:
虚拟机的退出:
有如下的几种情况:
1.程序正常执行结束
2.程序在执行过程中遇到了异常或错误而终止
3.由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机进程终止
4.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。
5.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。
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