深入理解Java虚拟机:虚拟机是什么?

Java虚拟机是什么

    Java虚拟机是一种抽象化的计算机,通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机有自己完善的硬体架构,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息,使得Java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虚拟机的主要任务是装载class文件并执行其中的字节码。Java虚拟机中包含一个类加载器(Class Loader),它可以从程序和API中装载class文件。Java API中只有程序执行时需要的那些类才会被装载。字节码由引擎来执行。

生命周期

    一个运行的Java虚拟机实例的天职就是:负责运行一个Java程序。启动一个Java程序时,一个虚拟机实例也就诞生了。当程序关闭退出,这个虚拟机也就随之消亡。如果一台计算机上同时运行三个Java程序,将会得到三个Java虚拟机实例,每个Java程序都运行于它自己的虚拟机实例中。

执行流程

    首先编写源文件HelloWord.java :

public class HelloWorld { 
        public static void main(String[] args) {  
            System.out.println("HelloWorld");  
        }  
    }  

    编译Java版的HelloWorld程序:

rocki@docker:$ javac HelloWorld.java   
rocki@docker:$ ls  
HelloWorld.class  HelloWorld.java  

    从上面的过程可以看到, 我们在运行Java版的HelloWorld程序的时候, 敲入的命令并不是 ./HelloWorld.class 。 因为class文件并不是可以直接被操作系统识别的二进制可执行文件 。 我们敲入的是java这个命令。 这个命令说明, 我们首先启动的是一个叫做java的程序, 这个java程序在运行起来之后就是一个JVM进程实例。

    java命令首先启动虚拟机进程,虚拟机进程成功启动后,读取参数“HelloWorld”,把他作为初始类加载到内存,对这个类进行初始化和动态链接(关于类的初始化和动态链接会在后面的博客中介绍),然后从这个类的main方法开始执行。也就是说我们的.class文件不是直接被系统加载后直接在cpu上执行的,而是被一个叫做虚拟机的进程托管的。首先必须虚拟机进程启动就绪,然后由虚拟机中的类加载器加载必要的class文件,包括jdk中的基础类(如String和Object等),然后由虚拟机进程解释class字节码指令,把这些字节码指令翻译成本机cpu能够识别的指令,才能在cpu上运行。

    从这个层面上来看,在执行一个所谓的java程序的时候,真真正正在执行的是一个叫做Java虚拟机的进程,而不是我们写的一个个的class文件。这个叫做虚拟机的进程处理一些底层的操作,比如内存的分配和释放等等。我们编写的class文件只是虚拟机进程执行时需要的“原料”。这些“原料”在运行时被加载到虚拟机中,被虚拟机解释执行,以控制虚拟机实现我们java代码中所定义的一些相对高层的操作,比如创建一个文件等,可以将class文件中的信息看做对虚拟机的控制信息,也就是一种虚拟指令。

    原文作者:java虚拟机
    原文地址: https://blog.csdn.net/LittleCoding/article/details/53898425
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