1.3.2 java程式的運行機制和jvm

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        java語言比較特殊，由java語言編寫的程式需要經過編譯步驟，但這個編譯步驟並不會產生特定平台的機器碼，而是產生一種與平台無關的位元組碼（也就是*.class檔案）。當然，這種位元組碼不是可執行性的，必須使用java解譯器來解釋執行。因此，我們可以認為：java語言既是編譯型語言，也是解釋型語言。或者說，java語言既不是純粹的編譯型語言，也不是純粹的解釋型語言。java程式的執行過程必須經過先編譯，後解釋兩個步驟。1.1所示。

        java語言裡負責解釋執行位元組碼檔案的是java虛擬機器，既 JVM（java Virtual Machine）。JVM是可運行java位元組碼檔案的虛擬電腦。所有平台上的JVM向編譯器提供相同的編程介面，而編譯器只需要面向虛擬機器，產生虛擬機器能理解的代碼，然後由虛擬機器來解釋執行，在一些虛擬機器的實現中，還會將虛擬機器代碼轉換成特定系統的機器碼執行，從而提高執行效率。

        當使用 java 編譯器編譯java程式時，產生的是與平台無關的位元組碼，這些位元組碼不面向任何具體平台，只面向JVM。不同平台上的JVM都是不同的，但他們都提供了相同的介面。JVM 是java程式跨平台的關鍵區段，只要為不同平台實現了相應的虛擬機器，編譯後的java位元組碼就可以在該平台上運行。顯然，相同的位元組碼程式需要再不同的平台上運行，這幾乎是“不可能的”，只有通過中間的轉換器才可以實現，JVM就是這個轉換器。

        JVM是一個抽象的電腦，和實際的電腦一樣，它具有指令集並使用不同的儲存地區。它負責執行指令，還要管理資料、記憶體和寄存器。

        提示：JVM的作用很容易理解，就像我們有兩支不同的筆，但需要把同一個筆帽套在兩支不同的筆上，只有為這兩支筆分別提供一個轉換器，這個轉換器向上的介面相同，用於適應同一個筆帽；向下的介面不同，用於適應兩支不同的筆。在這個類比中，我們可以近似地理解兩隻不同的筆就是不同的作業系統，而同一個筆帽就是java位元組碼程式，轉換器角色則對應JVM。類似地，我們也可以認為JVM分為向上和向下兩個部分，所有平台上的JVM向上提供給java位元組碼程式的介面完全相同，但向下適應不同平台的介面則互不相同。

        Sun公司制定的 java 虛擬機器規範在技術上規定了JVM的統一標準，具體定義了JVM的如下細節：

• 指令集

• 寄存器

• 類檔案的格式

• 棧

• 記憶體回收堆

• 儲存區
  

        Sun公司制定這些規範的目的是為了提供統一的標準，最終實現java程式的平台無關性。

1.3.2 java程式的運行機制和jvm