java为什么需要虚拟机jvm原理详解

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曾几何时,我们还是初识Hello World的时候,我们哪曾知道,Java这门神奇的语言,在执行我们的代码的时候,不是直接将我们所编写的Java代码交付给操作系统底层进行解析编译,而是采用了JDK来对Java代码进行编译,编译成dotClass文件后,将dotClass文件转交至JRE中。(dotClass其实就是.class)

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jre也就是JavaRunTimeEnvironment,java运行环境,因为在这里,存在着Java的秘密武器,也就是JVM!Jvm是组成JRE的重要核心,可以说,JVM是JRE的灵魂,控制着躯壳执行着代码的艺术。JRE中包含着Jvm调用所需要的几乎所有类库,可以这么说,jvm是jre的驱动,也是整个JDK的驱动,更是整个Java的驱动!

大家好,我是fntp,今天我们来简单聊一聊为什么Java需要JVM,今天的话题很大,但是限制于篇幅我们只是简单的聊一聊!

JVM的快速理解

JVM 是Java 虚拟机,即Java Virtual Machine的意思,“虚拟”这两个字,基本上也可以看出,要想在操作系统上实现众多的功能,是需要一个架构完整,执行力很强的执行标准!这是不是有点类似于“操作系统”?JVM,实则就是一个Java指令执行规范,正是这一标准构成了JVM。我们学Java的时候我们都知道有JDK,JRE,当我们学的深入的时候,我们又会发现,还有JVM这号神仙。。。

我们先捋清楚这些东西之间的关系:
我先给出答案:JDK是包含JRE的,JRE是包含JVM的。

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JDK我们都知道是java开发工具包,正所谓工具包,也是因为他的主要作用是为jvm提供了额外的类库工具,比如编译Java文件的javac二进制程序,这些都是存储在bin目录下,是不是很奇怪,为什么很多程序安装的时候都带有一个bin目录?因为这个bin是binary的意思,是binary的简写bin,也就是二进制文件的目录。

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类似的小工具除了Javac还有Java(bin目录下的.exe二进制文件)、jar等文件。好,那么jre呢?JRE是为Java程序提供执行环境的,有了jre,我们的java程序就可以在浏览器中运行了。为什么需要jre呢?因为我们的jvm,我们之前都知道java是一次编译到处运行,这是怎么办到的?

这其实是jre的功劳,我们的jre中文不就是java运行时环境吗,不错,我们知道java是运行在jvm中的,java运行时环境不就是jvm的运行环境吗,俗话说巧妇难为无米之炊,光有jvm是不可能执行的了所有的java程序的,还需要以来一些底层的c语言写的类库,这时候,jre的左右就很明显了,jre为jvm提供了几乎所有的依赖类库,这样一来,就真正实现了一次编译到处运行!

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jvm能执行java程序,是直接执行java文件吗?不是,我们说过,Java与操作系统之间不是直接将.java文件转交给操作系统处理的,而是将.java文件通过javac二进制文件编译成.class文件,也称之为字节码文件,字节码文件直接给操作系统执行吗?并不是,我们来看看普通程序与Java程序执行区别在哪里:

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而Java程序的加载过程:

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什么意思,意思就是告诉你,字节码文件操作系统也是不认识的,字节码文件还需要经过jvm加载为机器码,也就是Opcode操作码(暂时这么理解因为不全是),翻译成机器码也就是操作系统能看得懂的语言后,操作系统才回去执行这个java程序,这是什么,这其实有点像我们常说的黑盒测试,整个流程我们是看不见的,我们只能看见我们编写的java规范编码被操作系统执行了!

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我们说,jvm识别字节码文件后,翻译了字节码指令,翻译给操作系统,从而控制操作系统去执行相应的功能,所以,提及翻译,就不得不简单说一下JVM的翻译字节码文件的方式方法了,jvm翻译字节码常见的有两种不同的方式,一种是即时加载方法,一种是解释执行。解释执行是将字节码文件中的opcode与操作数翻译成op指令也就是机器代码,而即时加载是在特定情况下才会触发,将字节码翻译成机器码后执行。你若想知道字节码文件都包含有什么,那么等我吃透了jvm我加你好友啊,我跟你畅谈啊!虽然这得等到=猴年马月…

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好了今天的浅谈就到这里了,所以,为什么需要jvm知道了吗?
jvm即是对字节码文件规范的最佳约束,也是java建立与操作系统之间沟通的直接桥梁!因为操作系统是无法直接编译.java文件的,.java文件经过javac程序转为字节码文件进而被jvm翻译为机器码,只有机器码操作系统才认识啊!

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