Java JVM虛擬機(jī)是如何運(yùn)行的

本篇文章為大家展示了Java JVM虛擬機(jī)是如何運(yùn)行的，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

一：JVM基礎(chǔ)概念

         JVM(Java虛擬機(jī))一種用于計(jì)算設(shè)備的規(guī)范，可用不同的方式（軟件或硬件）加以實(shí)現(xiàn)。編譯虛擬機(jī)的指令集與編譯微處理器的指令集非常類似。Java虛擬機(jī)包括一套字節(jié)碼指令集、一組寄存器、一個(gè)棧、一個(gè)垃圾回收堆和一個(gè)存儲(chǔ)方法域。

         Java虛擬機(jī)(JVM)是可運(yùn)行Java代碼的假想計(jì)算機(jī)。只要根據(jù)JVM規(guī)格描述將解釋器移植到特定的計(jì)算機(jī)上，就能保證經(jīng)過編譯的任何Java代碼能夠在該系統(tǒng)上運(yùn)行。

下面看下Jvm的體系結(jié)構(gòu)圖：

二：解釋型語言和編譯型語言的聯(lián)系與區(qū)別。

編譯型語言是通過編譯器將程序編譯成目標(biāo)機(jī)器所能識(shí)別的機(jī)器碼，而解釋型語言不需要編譯過程，由該語言的解釋器讀取腳本，按照語法規(guī)則進(jìn)行解釋，然后調(diào)用解釋器內(nèi)建的命令(或者庫函數(shù))。例如，C語言的printf()函數(shù)經(jīng)過靜態(tài)編譯后，printf()所需的所以代碼都以機(jī)器碼的形式寫入可執(zhí)行文件中，shell在執(zhí)行程序時(shí)，在指定路徑搜索該文件，然后加載器(Loader)加載該程序的ELF文件到內(nèi)存中，跳轉(zhuǎn)到程序入口，將控制權(quán)交由該程序。

動(dòng)態(tài)編譯的情況有些不同。由于printf()是很常用的函數(shù)，系統(tǒng)將常用函數(shù)集中起來做成庫，當(dāng)我寫一個(gè)Myprintf()函數(shù)時(shí)調(diào)用printf() 時(shí)，動(dòng)態(tài)編譯后形成的ELF文件不會(huì)包含printf()相關(guān)的代碼，但是會(huì)有些信息告訴系統(tǒng)：“我的程序?qū)?huì)調(diào)用printf(),因此我需要printf()的地址”。加載ELF文件后，首先運(yùn)行動(dòng)態(tài)連接器(ldd)，ldd知道程序依賴的動(dòng)態(tài)庫，系統(tǒng)中如果沒有加載該動(dòng)態(tài)庫，就會(huì)通知系統(tǒng)加載該庫，并把庫函數(shù)的入口地址綁定到程序需要的地方，然后跳轉(zhuǎn)到程序入口地址，開始運(yùn)行程序。這里，我們所寫的程序一經(jīng)編譯，就變成特定機(jī)器的機(jī)器碼和一些附屬信息(符號(hào)表，地址，變量值等)，然后通過系統(tǒng)加載運(yùn)行機(jī)制就變成“動(dòng)態(tài)程序”——進(jìn)程。

解釋型語言的執(zhí)行過程離不開解釋器，python，perl，ruby等等。所以腳本的第一行一般是#/usr/bin/×××?！痢痢链砹烁髡Z言相應(yīng)的解釋器。腳本一般由表達(dá)式(expression)和Block of expressions組成，解釋器首先要做的就是分析并理解表達(dá)式結(jié)構(gòu)，形成“執(zhí)行序列”。這個(gè)“執(zhí)行序列”是中立的，不針對(duì)任何native machine，所以“可移植性”高。這里不用“字節(jié)碼”代替“執(zhí)行序列”是考慮到在jvm中有字節(jié)碼的概念，他們之間有顯著的不同。決定執(zhí)行序列是解釋器最主要的作用。假設(shè)，python輸出的函數(shù)為python_print()，那么python解釋器在“解釋”腳本時(shí)遇到這個(gè)表達(dá)式就將調(diào)用系統(tǒng)的print()函數(shù)執(zhí)行輸出操作。你也可以把腳本理解成高級(jí)配置文件，這個(gè)文件指導(dǎo)python解釋器如何運(yùn)行，解釋器內(nèi)部已經(jīng)制訂了“如何”運(yùn)行的若干規(guī)則。

三：Java的執(zhí)行過程

JVM執(zhí)行Java程序要比上述兩個(gè)復(fù)雜，因?yàn)樗呀?jīng)被稱作machine了。下圖是JVM的結(jié)構(gòu)框圖。主要包含：垃圾回收器，類加載子系統(tǒng)，執(zhí)行引擎，運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)等。

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