认识Java虚拟机及其性能

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Java虚拟机（Java virtual machine，JVM）是运行Java才程序必不可少的机制。编译后的Java程序指令并不直接在硬件系统的CPIJ上执行，而是由JVM执行。JVM 是编译后的Java程序和硬件系统之间的接口，程序员可以把JVM看作一个虚拟的处理器。它不仅解释执行编译后的Java指令，而且还进行安全检查。它是 Java程序能在多平台间进行无缝移植的可靠保证，同时也是Java程序的安全检验引擎。
　
Java虚拟机规范中给出了JVM的定义：JVM是在一台真正的机器上用软件方式实现的一台假想机。JVM使用的代码存储在。class文件中。JVM的某些指令很像真正的CPU指令，包括算术运算、流控制和数组元素访问等。
　
Java虚拟机规范提供了编译所有Java代码的硬件平台。因为编译是针对假想机的，所以该规范能让Java程序独立于平台。它适用于每个具体的硬件平台，以保证为JVM编译的代码的运行。JVM不但可以用软件实现，而且可以用硬件实现。
　
JVM的具体实现包括：指令集（等价于CPIJ的指令集）、寄存器组、类文件格式、栈、垃圾收集堆、内存区。
　
JVM的代码格式为压缩的字节码，因而效率较高。由JVM字节码表示的程序必须保持原来的类型规定。Java主要的类型检查是在编译时由字节码校验器完成的。Java的任何解释器必须能执行符合JVM定义的类文件格式的任何类文件。
　
Java 虚拟机规范对运行时数据区域的划分及字节码的优化并不做严格的限制，它们的实现依平台的不同而有所不同。JVM的实现叫做Java运行时系统，简称为运行 时。Java运行时必须遵从Java虚拟机规范，这样，Java编译器生成的类文件才可被所有Java运行时系统下载。嵌入了Java运行时系统的应用程 序，就可以执行Java程序了。目前有许多操作系统和浏览器都嵌入了Java运行时环境。
　
Java虚拟机的性能Java在问世之初，因其没有完全优化，并且是解释执行，因此Java程序的运行效率较低。同时，有着较长发展史、已非常成熟的C+十语言仍在开发界扮演着主要角色，人们往往拿C++的性能效率与刚诞生的Java相比较，这当然失之偏颇。
　
Java 解释器经过不断的优化，字节码的执行速度已有很大提高。另外，在字节码执行之前可以先经过JIT编译器（just in time compiler）进行编译，生成针对具体平台的本机执行代码。它的执行效率可比解释执行的效率提高4～8倍。现在许多厂商都提供JlT编译器，这项技术 已非常成熟。由于字节码与平台无关，所以经过编泽的Java仍不失跨平台的特点。
　
Hotspot技术是Sun公司推出的一种全新技术。 它提供对代码的运行时选择，为的是从根本上解决Java程序的效率问题。在程序执行时，I{otspot对每个字节码指令进行分析，根据它的执行次数，动 态决定它的执行方式。比如，一段指令需要多次重复执行，则立即编译为可执行代码。如果是只执行一次的简单指令，且解释执行的效率更高，则使用解释执行的方 式。有了这项技术，Javal的效率问题基本上可以得到解决。