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java代码执行原理图 java程序运行代码

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java虚拟机工作原理图解Java虚拟机
一、什么是Java虚拟机
Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现 。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统 。
1.为什么要使用Java虚拟机
Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性 。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键 。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码 。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译 。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行 。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行 。
2.谁需要了解Java虚拟机
Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解 。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言 。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java虚拟机的规范 。另外,如果你想扩展Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机 。
3.Java虚拟机支持的数据类型
Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下:
【java代码执行原理图 java程序运行代码】byte://1字节有符号整数的补码
short://2字节有符号整数的补码
int://4字节有符号整数的补码
long://8字节有符号整数的补码
float://4字节IEEE754单精度浮点数
double://8字节IEEE754双精度浮点数
char://2字节无符号Unicode字符
几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的 。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记 。*作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了*作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其*作数类型别是int、long、 float和double 。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令 。boolean型的数据是由integer指令,包括integer 返回来处理的 。boolean型的数组则是用byte数组来处理的 。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数 。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行 Java数值计算程序时,可能会非常慢 。
虚拟机支持的其它数据类型包括:
object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用
returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令
注:Java数组被当作object处理 。
虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求 。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据 。用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定 。Java虚拟机的实现应拒绝执行违反了类型规定的字节码程序 。Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上 。但是可以创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式 。从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可
移植性 。
二、Java虚拟机体系结构
Java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(Garbage-collected-heap)、一个方法区域 。这五部分是Java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现 。

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