JVM概述

历史背景

[图片选自百科]

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在60多年前，骨灰级的程序猿是这样子干活的：写一段程序时，找出一条纸带或一张卡片，然后，往上面打孔，没错就是打孔！1打孔，而0不用。

所以，那时候的IDE可想而知，胶水和剪刀就足以~再后来，可怕的人类先后开发出了Fortran、B、C等等。一系列的方便程序员编写的语言就这样腾空出世了。

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但也因此带来了新的困扰，同一门语言在不同平台（如：window，Linux）上运行不具有兼容性。

平台、编程语言	API数量
C	200多个
Linux	300多个
Windows	2000多个

对，没错。如果你想用c开发既符合Linux和windows平台的程序，除了熟悉C的接口外，你还需熟悉Linux和windows的接口。试问，如今软件更新换代的速度如换衣服一样，谁先开发出来，谁将迅速占有市场，哪有时间给你这样搞？

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然后，詹爷出来了。java之父——詹姆斯·高斯林试图设计出另一种语言，它可以1）实现兼容性。2）开发者勿需关注底层平台的异构性。

例如：创建线程时，在Windows调用的接口名称为CreateThread()，而Linux上则叫做pthread_create()。而是否能设计出一种语言——能将开发者写好的的指令，当在不同平台上运输时可以使它自适应。譬如Windows上运行调用CreateThread()接口，而在Linux上则调用pthread_create()。

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嗯，对。答案是有的，中间语言就在这样的背景下诞生了。而JVM正是扮演着这种角色——将编译好的java程序（.class文件，中间语言，字节码）翻译成不同平台对应的不同机器指令，而机器指令是能被cpu识别的。

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那中间语言怎样翻译成机器语言?

（1）通过C程序翻译第一代的JVM执行引擎（run engine）采用了C来作为中间语言翻译的工具。虽然采用这种方式使得整个执行引擎程序逻辑清晰易懂，但效率真的是很低下！也因此被人们广泛的吐槽，这是第一代JVM的执行引擎所采用的的方式！！原理如下：

//求 A+B
public class Run {
    public int add(int a,int b){
        return  a+b;
    }
}
    /*
     java源程序编译成字节码后，再翻译成对应的机器码，这个过程如下：
     执行源程序的jvm本身也被编译——>此时字节码（jvm）对应的c程序一并编译成机器码——>
     jvm解释源程序的字节码时自然对应到C程序所对应的机器码。
    */
    //字节码
		0: iload1
		1: iload2
		2: iadd
		3: ireturn
    //C语言的机器码（除去入栈，出栈的操作后）
	     movl12(%eap),%eax
		 movl12(%eap),%eax
		 addl%eax,%eax

（2）由于效率原因使得java变得寸步难行，于是为了java的生存改用了另一种方法，将中间语言直接翻译为机器码。即通过将cpu的cs：ip段寄存器（cpu内部的寄存器）指向代码段入口即可。注：cs保存段地址，ip保存偏移地址，了解过操作系统原理的道友肯定熟知这个！！！

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虽然解决办法有了，但由于java有自己的一套内存管理机制和代码执行方式，比起C直接编写机器码，还要多出很多指令，因此效率不高。不过呀，人类还是聪明的，时至今日，由于大牛们天马行空却又切实可行的想法，使得代码运行速度得到大幅度的提升。采用的方法有如：将中间语言的翻译过程从运行期转到编译期！！！（如，安卓和部分jvm实现的AOT（静态编译技术）特性。）

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另外，由于jvm可以在运行时基于上下链路（为了cpu可以执行代码所需要做的一些工作）做各种优化，也是使得它效率不断提高的原因之一。时至今日，java已然广受欢迎，而在并发技术方面，更需要我们深入了解jvm底层原理。