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Java工作原理
由四方面组成:
(1)Java编程语言
(2)Java类文件格式
(3)Java虚拟机
(4)Java应用程序接口
当编辑并运行一个Java程序时,需要同时涉及到这四种方面。使用文字编辑软件(例如记事本、写字板、UltraEdit等)或集成开发环境(Eclipse、MyEclipse等)在Java源文件中定义不同的类 ,通过调用类(这些类实现了Java API)中的方法来访问资源系统,把源文件编译生成一种二进制中间码,存储在class文件中,然后再通过运行与操作系统平台环境相对应的Java虚拟机来运行class文件,执行编译产生的字节码,调用class文件中实现的方法来满足程序的Java API调用 。
Java这一语言的执行过程也遵循这样的过程:源代码---机器码。 但是,从源代码到机器码之间,究竟经过什么样的过程,则是Java独一无二的了。宽泛地讲,Java源代码(.java)经过java编译器(javac.exe)编译之后,并没有直接转化为机器码,而是转化成一种中间格式,成为字节码(.class),字节码再经过java虚拟机转化成特定CPU架构的机器码。也正是因为这一中间物,java才有所谓的跨平台。在windows平台上编译好的字节码,copy到linux平台后,经过为linux而设计的Java虚拟机解释后即可执行。跨平台这一特征,是通过字节码和JVM来实现的。
因此,想搞清楚java程序到底是如何运行的,重点在于弄明白字节码是如何被转化成跟CPU架构相关的机器码然后被执行的。也就是要理解JVM到底是如何工作的。在了解JVM之前,我们再跳出来一下,先看看什么是虚拟机。所谓虚拟机,我是这么理解的:用软件的方式模拟出跟硬件类似的环境,比如说寄存器、存储器等等。当然,所有最终的工作还是由原来的CPU来完成。比如说VirtualBox这个虚拟机产品,它其实就是一个应用程序,用某种编程语言编写的应用程序。当运行这个应用程序时,它会要求操作系统给它独立施展手脚的空间:给我一些内存,给我一定的CPU时间片,然后不用管我了。你可能会问,寄存器是硬件啊,它怎么能划分啊,难道是时间划分?不是的,像内存这样的硬件,可以给虚拟机一块独立的内存块,但是寄存器之后的,则需要用“模拟仿真”的方式来模拟。OK,回到Java虚拟机。到底什么是Java虚拟机,很难有一个十分明确的定义,狭窄一点说,它就是一个应用程序,大部分用C++编写的。宽泛地说,它就是执行字节码的一整个环境。