Java技術與Java虛擬機
說起Java,人們首先想到的是Java編程語言,然而事實上,Java是一種技術,它由四方面組成: Java編程語言、Java類文件格式、Java虛擬機和Java應用程序接口(Java API)。它們的關系如下圖所示:
運行期環境代表著Java平臺,開發人員編寫Java代碼(.java文件),然后將之編譯成字節碼(.class文件)。最后字節碼被裝入內存,一旦字節碼進入虛擬機,它就會被解釋器解釋執行,或者是被即時代碼發生器有選擇的轉換成機器碼執行。從上圖也可以看出Java平臺由Java虛擬機和Java應用程序接口搭建,Java語言則是進入這個平臺的通道,用Java語言編寫并編譯的程序可以運行在這個平臺上。這個平臺的結構如下圖所示:
在Java平臺的結構中,可以看出,Java虛擬機(JVM)處在核心的位置,是程序與底層操作系統和硬件無關的關鍵。它的下方是移植接口,移植接口由兩部分組成:適配器和Java操作系統,其中依賴于平臺的部分稱為適配器;JVM通過移植接口在具體的平臺和操作系統上實現;在JVM的上方是Java的基本類庫和擴展類庫以及它們的API,利用Java API編寫的應用程序(application)和小程序(Java applet)可以在任何Java平臺上運行而無需考慮底層平臺,就是因為有Java虛擬機(JVM)實現了程序與操作系統的分離,從而實現了Java的平臺無關性。
那么到底什么是Java虛擬機(JVM)呢?通常我們談論JVM時,我們的意思可能是:
1.對JVM規范的的比較抽象的說明;
2.對JVM的具體實現;
3.在程序運行期間所生成的一個JVM實例。
對JVM規范的的抽象說明是一些概念的集合,它們已經在書《The Java Virtual Machine Specification》(《Java虛擬機規范》)中被詳細地描述了;對JVM的具體實現要么是軟件,要么是軟件和硬件的組合,它已經被許多生產廠商所實現,并存在于多種平臺之上;運行Java程序的任務由JVM的運行期實例單個承擔。在本文中我們所討論的Java虛擬機(JVM)主要針對第三種情況而言。它可以被看成一個想象中的機器,在實際的計算機上通過軟件模擬來實現,有自己想象中的硬件,如處理器、堆棧、寄存器等,還有自己相應的指令系統。
JVM在它的生存周期中有一個明確的任務,那就是運行Java程序,因此當Java程序啟動的時候,就產生JVM的一個實例;當程序運行結束的時候,該實例也跟著消失了。