Java应用程序的开发周期包括编译、下载 、解释和执行几个部分 。Java编译程序将Java源程序翻译为JVM可执行代码?字节码 。这一编译过程同C/C++ 的编译有些不同 。当C编译器编译生成一个对象的代码时 , 该代码是为在某一特定硬件平台运行而产生的 。因此 , 在编译过程中,编译程序通过查表将所有对符号的引用转换为特定的内存偏移量,以保证程序运行 。Java编译器却不将对变量和方法的引用编译为数值引用,也不确定程序执行过程中的内存布局 , 而是将这些符号引用信息保留在字节码中,由解释器在运行过程中创立内存布局,然后再通过查表来确定一个方法所在的地址 。这样就有效的保证了Java的可移植性和安全 性 。
运行JVM字节码的工作是由解释器来完成的 。解释执行过程分三部进行:代码的装入、代码的校验和代码的执行 。装入代码的工作由"类装载器"(class loader)完成 。类装载器负责装入运行一个程序需要的所有代码,这也包括程序代码中的类所继承的类和被其调用的类 。当类装载器装入一个类时 , 该类被放在自己的名字空间中 。除了通过符号引用自己名字空间以外的类 , 类之间没有其他办法可以影响其他类 。在本台计算机上的所有类都在同一地址空间内,而所有从外部引进的类,都有一个自己独立的名字空间 。这使得本地类通过共享相同的名字空间获得较高的运行效率,同时又保证它们与从外部引进的类不会相互影响 。当装入了运行程序需要的所有类后,解释器便可确定整个可执行程序的内存布局 。解释器为符号引用同特定的地址空间建立对应关系及查询表 。通过在这一阶段确定代码的内存布局,Java很好地解决了由超类改变而使子类崩溃的问题,同时也防止了代码对地址的非法访问 。
随后,被装入的代码由字节码校验器进行检查 。校验器可发现操作数栈溢出,非法数据类型转化等多种错误 。通过校验后,代码便开始执行了 。
Java字节码的执行有两种方式:
1.即时编译方式:解释器先将字节码编译成机器码 , 然后再执行该机器码 。
2.解释执行方式:解释器通过每次解释并执行一小段代码来完成Java字节码程 序的所有操作 。
通常采用的是第二种方法 。由于JVM规格描述具有足够的灵活性 , 这使得将字节码翻译为机器代码的工作
具有较高的效率 。对于那些对运行速度要求较高的应用程序,解释器可将Java字节码即时编译为机器码,从而很好地保证了Java代码的可移植性和高性能 。
深入探索Java工作原理:JVM,内存回收及其他 Java语言引入了Java虚拟机 具有跨平台运行java代码执行工作原理的功能 能够很好地适应各种Web应用 同时 为了提高Java语言的性能和健壮性 还引入了如垃圾回收机制等新功能 通过这些改进让Java具有其独特的工作原理
.Java虚拟机
Java虚拟机(Java Virtual Machine JVM)是软件模拟的计算机 它可以在任何处理器上(无论是在计算机中还是在其java代码执行工作原理他电子设备中)安全兼容地执行保存在 class文件中的字节码 Java虚拟机的 机器码 保存在 class文件中 有时也可以称之为字节码文件
Java程序的跨平台特性主要是指字节码文件可以在任何具有Java虚拟机的计算机或者电子设备上运行 Java虚拟机中的Java解释器负责将字节码文件解释成为特定的机器码进行运行 因此在运行时 Java源程序需要通过编译器编译成为 class文件
Java虚拟机的建立需要针对不同的软硬件平台来实现 既要考虑处理器的型号 也要考虑操作系统的种类 由此在SPARC结构 X 结构 MIPS和PPC等嵌入式处理芯片上 在UNIX Linux Windows和部分实时操作系统上都可实现Java虚拟机
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