Java 虚拟机(JVM)是运⾏ Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),⽬的是使⽤相同的字节码,它们都会给出相同的结果。
什么是字节码?采⽤字节码的好处是什么?
在 java 中,JVM 可以理解的代码就叫做字节码(即扩展名为
.class
的⽂件),它不⾯向任何特定的处理器,只⾯向虚拟机。Java 语⾔通过字节码的⽅式,在⼀定程度上解决了传统解释型语⾔执⾏效率低的问题,同时⼜保留了解释型语⾔可移植的特点。所以 Java 程序运⾏时⽐较⾼效,⽽且,由于字节码并不针对⼀种特定的机器,因此,Java 程序⽆须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运⾏。
Java 程序从源代码到运⾏⼀般有下⾯ 3 步:
我们需要格外注意的是 .class->机器码 这⼀步。在这⼀步 JVM 类加载器⾸先加载字节码⽂件,然后通过解释器逐⾏解释执⾏,这种⽅式的执⾏速度会相对⽐较慢。⽽且,有些⽅法和代码块是经常需要被调⽤的(也就是所谓的热点代码),所以后⾯引进了 JIT 编译器,⽽ JIT 属于运⾏时编译。当 JIT 编译器完成第⼀次编译后,其会将字节码对应的机器码保存下来,下次可以直接使⽤。⽽我们知道,机器码的运⾏效率肯定是⾼于 Java 解释器的。这也解释了我们为什么经常会说 Java 是编译与解释共存的语⾔。
HotSpot 采⽤了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法,根据⼆⼋定律,消耗⼤部分系统资源的只有那⼀⼩部分的代码(热点代码),⽽这也就是 JIT 所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执⾏的情况收集信息并相应地做出⼀些优化,因此执⾏的次数越多,它的速度就越快。JDK9 引⼊了⼀种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation),它是直接将字节码编译成机器码,这样就避免了 JIT 预热等各⽅⾯的开销。JDK ⽀持分层编译和 AOT 协作使⽤。但是 ,AOT 编译器的编译质量是肯定⽐不上 JIT 编译器的。
总结:Java 虚拟机(JVM)是运⾏ Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),⽬的是使⽤相同的字节码,它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语⾔“⼀次编译,随处可以运⾏”的关键所在。
JDK 是 Java Development Kit,它是功能⻬全的 Java SDK。它拥有 JRE 所拥有的⼀切,还有编译器(javac)和⼯具(如 javadoc 和 jdb)。它能够创建和编译程序。
JRE 是 Java 运⾏时环境。它是运⾏已编译 Java 程序所需的所有内容的集合,包括 Java 虚拟机(JVM),Java 类库,java 命令和其他的⼀些基础构件。但是,它不能⽤于创建新程序。
如果你只是为了运⾏⼀下 Java 程序的话,那么你只需要安装 JRE 就可以了。如果你需要进⾏⼀些 Java 编程⽅⾯的⼯作,那么你就需要安装 JDK 了。但是,这不是绝对的。有时,即使您不打算在计算机上进⾏任何 Java 开发,仍然需要安装 JDK。例如,如果要使⽤ JSP 部署 Web 应⽤程序,那么从技术上讲,您只是在应⽤程序服务器中运⾏ Java 程序。那你为什么需要 JDK 呢?因为应⽤程序服务器会将 JSP 转换为 Java servlet,并且需要使⽤ JDK 来编译 servlet。
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