深入JAVA虚拟机之java体系结构

为什么使用java

因为java的体系结构决定了它适合网络环境。它可以保证安全的、健壮的且和平台无关的程序通过网络传播，在很多不同的计算机和设备上运行。

网络带来的挑战和机遇

挑战：
1. 以网络为核心的硬件环境所包含的设备越来越广泛。不同的设备，不同的硬件体系，不同的操作系统
2. 安全性。包括网络安全和运行时安全（健壮性）。对于网络安全，java解决这个挑战的方法是：提供一个受保护的环境，从网络上系在的程序可以以不同的定制安全级别运行。对于程序健壮性由java体系结构做保证（如内存泄露）。

java的优点：
1. 平台无关性。
2. 安全性。
2. 网络移动性。通过对象序列化API和RMI（remote method invoke）来实现对象移动，为分布式系统编程创造了新模型。

体系结构

java体系结构包含四个独立但相关的技术：
1. java程序设计语言
2. java class文件格式
3. java应用编程接口（API）
4. java虚拟机

用java编程语言编写源代码，把它编译成java class文件，然后在java虚拟机中运行class文件。

java虚拟机

java虚拟机的主要任务是装载class文件（通过class loader）并且执行其中的字节码（由执行引擎来执行）。java API中的class只有程序执行时需要的那些类才会被装载。

执行引擎的几种实现方式：
1. 一次性解释字节码。由虚拟机解释。
2. 即时编译器（just-in-time compiler）。这种情况下将字节码编译成本地机器代码，进行缓存，再次调用的时候可以重用。
3. 自适应优化器。将活动最频繁的代码编译成本地代码，不频繁的保留为字节码。
4. 内嵌在芯片里面的引擎，用本地方法执行java字节码。

访问特定主机上的资源
当java虚拟机是由主机操作系统上的软件时间的时候，java中有两种方法：
- java方法。由java语言编写，编译成字节码，存储在class文件中，与平台无关。
- 本地方法。由其他语言（C++或汇编）编写的，编译成和处理器相关的机器代码。保存在动态连接库中，格式由各个平台专有，故不是平台无关的。

如果希望使用特定主机上的资源，他们又无法从java API访问，那么可以写一个平台相关的java程序来调用本地方法。如果希望保证程序的平台无关性，那么只能通过java API来访问底层的系统资源。