Java虛擬機(jī)的研究與實現(xiàn)(1)

Java虛擬機(jī)的研究與實現(xiàn)(1)

引言

Java虛擬機(jī)本質(zhì)是就是一個程序，當(dāng)它在命令行上啟動的時候，就開始執(zhí)行保存在某字節(jié)碼文件中的指令。Java語言的可移植性正是建立在Java虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上。任何平臺只要裝有針對于該平臺的Java虛擬機(jī)，字節(jié)碼文件(.class)就可以在該平臺上運行。這就是“一次編譯，多次運行”。

kaffe虛擬機(jī)的簡要分析

kaffe虛擬機(jī)采用了模塊化的程序設(shè)計思想，它由多個獨立的子系統(tǒng)組成。從功能模塊上來分它主要分為:虛擬機(jī)總體驅(qū)動模塊，類裝載器模塊，類執(zhí)行模塊， 數(shù)據(jù)區(qū)管理模塊，內(nèi)存管理模塊，本地支持模塊等等。kaffe虛擬機(jī)簡要的程序流程圖如圖1所示。

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圖1：kaffe虛擬機(jī)簡要的程序流程圖

Java虛擬機(jī)的實現(xiàn)

Java 源程序的執(zhí)行過程為： Java源程序(.java)經(jīng)過Java編譯器編譯生成字節(jié)碼文件(.class)，然后由類裝載器將字節(jié)碼文件裝載到方法區(qū)中，然后進(jìn)行連接驗證，由Java虛擬機(jī)讀取字節(jié)碼，轉(zhuǎn)換為特定平臺的指令，并且在對應(yīng)的CPU中執(zhí)行。

本實現(xiàn)中采用的流程框架如下圖所示：

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圖2：本實現(xiàn)的主要框架

1、類裝載、連接及初始化

類文件包括：魔數(shù)(magic)，次、主版本號，常量池，類或接口訪問修飾符，常量池索引(this_class和super_class)，接口表，域表，方法表，類或接口的屬性信息。其中最復(fù)雜的內(nèi)容是常量池，它類似于傳統(tǒng)語言編譯過程中用到的符號表。

從原始的class文件到可以被Java虛擬機(jī)執(zhí)行的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式，需要經(jīng)過裝載、連接和初始化這3個階段。

裝載是將class文件通過類裝載器裝載到在邏輯上被稱為方法區(qū)的內(nèi)存單元中的過程。