学习``JDK,JRE,JVM的之间的区别。
JVM内部是如何工作的?什么是
class loaders(类加载器),
interpreter(解释器),
JIT compliers(
JIT`即时编译器)
在深入Java
内部之前,先来理解Java
源文件是如何执行的。
Java
源文件.即Simple.java
javac
(Java
编译器)编译源文件为Simple.class
文件.JVM
(Java
虚拟机)执行JVM
将字节码文件翻译为机器可以执行的机器码(0,1二进制)JVM
(JAVA
虚拟机)是运行Java
字节码的虚拟机,通过编译.java
文件为.class
文件得到字节码文件 . .class
文件包含JVM
可以理解的字节码。
在现实世界中,JVM
是一种规范,它提供可以执行Java
字节码的运行时环境。不同的供应商提供这种规范的不同实现,可访问Different JVM implementations查看
最受欢迎的JVM
的实现是Hotspot
,它是由Oracle
公司拥有并提供维护。
JVM
使用许多高级技术为Java
程序提供最佳性能,包括 先进的内存模型,GC
(垃圾回收器)和adaptive optimizer
(自适应优化器)
JVM
有两种不同的风格-client
和server
。虽然Server
和Client VMs
相似,但是Server VM
经过了特殊的调优,可以最大限度地提高峰值运行速度。它用于执行长时间运行的服务器应用程序,这些应用程序需要尽可能快的运行速度,而不是快速启动时间或更小的运行时内存占用。开发人员可以通过指定-client
或-server
来选择他们想要的系统。
JVM
之所以称为虚拟机,是因为它提供了一个不依赖于底层操作系统和机器硬件体系结构的机器接口。
这种与硬件和操作系统的独立性使得Java
程序“写一次,到处运行”(write-once-run-anywhere)
.
类装载器是用于加载类文件的一个子系统,其主要功能有三个:loading
(加载),linking
(链接),initialization
(初始化)。
JVM
有三种类加载方式:Bootstrap
,extension
,application
JVM
会找到某个任意类XYZ.class
的依赖项。lib
文件夹下的rt.jar
文件extension
类加载器会在jre\lib\ext
文件夹下查找该类application
类加载器会在系统CLASSPATH
环境变量中查询所有的Jar
文件和类.ClassNotFoundException
。Linking
(链接),一个字节码验证器将验证生成的字节码是否正确,如果验证失败,得到一个验证错误。此时,还将内存分配给类中的静态变量和静态方法。JVM
内存区域被划分为多个部分来存储应用程序数据的特定部分。
**Method Area
(方法区): ** 存储像元数据,常量运行池,方法代码的结构。
Heap
(堆区): 存储程序运行时被创建的所有对象
Stack
(栈区): 存储本地变量(局部变量)和中间结果。所有的这些变量都是创建他们的线程的本地变量。每个线程有自己的Java Stack
,在线程创建时该区被创建,所有这些本地变量也被称为:线程本地变量
PC register
(程序计数器): 存储当前正在执行的的语句的物理内存地址。在Java
中,每一个线程又有自己独立的PC register
。
Java
支持并可以使用本地代码。许多底层代码都是由C/C++
编写。本地方法栈保存本地代码的指令。
所有分配给JVM
的代码都由Execution Engine
(执行引擎)执行,执行引擎读取字节码并逐个执行。它使用两个内置的解释器和JIT
编译器将字节码转换成机器码并执行它。
使用JVM
,两个解释器和编译器都会产生本地代码,不同之处在于他们如何生成本地代码,如何优化以及优化的代价。
通过查找预定义的JVM-指令
到机器指令映射,JVM
解释器可以将每个字节码指令转换为相应的本地指令。它直接执行字节码,不执行任何优化。
JIT Compiler
在运行时与JVM
交互,,并适当将字节码序列编译为本地机器代码。典型地,JIT Compiler
执行一段代码(不是每次一条语句),优化这块代码,并将其翻译为优化的机器代码。JIT Compiler
是默认开启的,你可以禁用,这种情况下,将解释整个Java
程序,所以不建议禁用JIT Compiler
,当然除了诊断或者出现JIT
编译问题.Java运行时环境(JRE)
是一个软件包,它捆绑了libraries
(jar)和JVM
,以及用Java编写的应用程序的其他组件。JVM
只是JRE
发行版的一部分。
执行任何Java
程序,需要在机器上安装JRE
,这是最低要求。
JRE
捆绑的组件如下:
Java
客户端虚拟机使用.rt.jar
和charsets.jar
Java
扩展文件,如localedata.jar
applets
支持类的jar文件TrueType
字体文件JRE
可以作为JDK
的一部分下载或者也可以单独下载,JRE
依赖于平台,这意味着根据机器类型(操作系统和体系结构),必须选择要导入和安装的JRE
包
例如:你不能安装64位的JRE
到32位的机器上,同样,针对windows
的发行版无法在Linux
平台中工作.
JDK
是JRE
的超集,JDK
包含了JRE
的所有开发,调试和监视应用程序的工具。当要开发Java
应用程序时,需要安装JDK
.
下面是JDK
附带的一些重要组件:
同JRE
,JDK
也依赖于平台,所以要下载与机器相对应的JDK
包
基于上面的简述,我们可以得出这样的差异:
JRE = JVM + libraries to run Java Application
JDK = JRE + tools to develop Java Application
简单来说,如果你是编写代码的Java
应用开发人员,你将需要发安装JDK
,如果只是想运行使用Java
构建的应用程序,你只需要安装JRE
即可。
Java
中的类加载有几种类型
三种,分别是:Bootstrap
,extendsion
,application
类加载器是如何工作的
类加载器扫描它们预定义的jar
文件和类的位置。它们扫描路径中的所有类文件并寻找所需的类。如果发现类则加载,链接并初始化类文件。
JRE
和JVM
的不同
JVM
是运行时环境的规范,它执行Java
应用程序。Hotspot JVM
就是这种规范的一种实现。它加载类文件,使用interpreter
和JIT Compiler
将字节码转换成机器码并执行它。
interpreter
和JIT compiler
的不同
interpreter
逐行解释字节码并按顺序执行。这会导致性能低下。JIT compiler
通过在块中分析代码并在这个过程添加优化,然后准备(编译)为更优化的机器码。