java为什么需要虚拟机jvm原理详解

2024-04-02 19:04:59 566人浏览八月长安

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摘要

曾几何时，我们还是初识Hello World的时候，我们哪曾知道，Java这门神奇的语言，在执行我们的代码的时候，不是直接将我们所编写的Java代码交付给操作系统底层进行解析编译，

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曾几何时，我们还是初识Hello World的时候，我们哪曾知道，Java这门神奇的语言，在执行我们的代码的时候，不是直接将我们所编写的Java代码交付给操作系统底层进行解析编译，而是采用了jdk来对Java代码进行编译，编译成dotClass文件后，将dotClass文件转交至JRE中。（dotClass其实就是.class）

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jre也就是JavaRunTimeEnvironment，java运行环境，因为在这里，存在着Java的秘密武器，也就是JVM！Jvm是组成JRE的重要核心，可以说，JVM是JRE的灵魂，控制着躯壳执行着代码的艺术。JRE中包含着Jvm调用所需要的几乎所有类库，可以这么说，jvm是jre的驱动，也是整个JDK的驱动，更是整个Java的驱动！

大家好，我是fntp，今天我们来简单聊一聊为什么Java需要JVM，今天的话题很大，但是限制于篇幅我们只是简单的聊一聊！

JVM的快速理解

JVM 是Java 虚拟机，即Java Virtual Machine的意思，“虚拟”这两个字，基本上也可以看出，要想在操作系统上实现众多的功能，是需要一个架构完整，执行力很强的执行标准！这是不是有点类似于“操作系统”？JVM，实则就是一个Java指令执行规范，正是这一标准构成了JVM。我们学Java的时候我们都知道有JDK，JRE，当我们学的深入的时候，我们又会发现，还有JVM这号神仙。。。

我们先捋清楚这些东西之间的关系：
我先给出答案：JDK是包含JRE的，JRE是包含JVM的。

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JDK我们都知道是java开发工具包，正所谓工具包，也是因为他的主要作用是为jvm提供了额外的类库工具，比如编译Java文件的javac二进制程序，这些都是存储在bin目录下，是不是很奇怪，为什么很多程序安装的时候都带有一个bin目录？因为这个bin是binary的意思，是binary的简写bin，也就是二进制文件的目录。

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类似的小工具除了Javac还有Java（bin目录下的.exe二进制文件）、jar等文件。好，那么jre呢？JRE是为Java程序提供执行环境的，有了jre，我们的java程序就可以在浏览器中运行了。为什么需要jre呢？因为我们的jvm，我们之前都知道java是一次编译到处运行，这是怎么办到的？

这其实是jre的功劳，我们的jre中文不就是java运行时环境吗，不错，我们知道java是运行在jvm中的，java运行时环境不就是jvm的运行环境吗，俗话说巧妇难为无米之炊，光有jvm是不可能执行的了所有的java程序的，还需要以来一些底层的C语言写的类库，这时候，jre的左右就很明显了，jre为jvm提供了几乎所有的依赖类库，这样一来，就真正实现了一次编译到处运行！

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jvm能执行java程序，是直接执行java文件吗？不是，我们说过，Java与操作系统之间不是直接将.java文件转交给操作系统处理的，而是将.java文件通过javac二进制文件编译成.class文件，也称之为字节码文件，字节码文件直接给操作系统执行吗？并不是，我们来看看普通程序与Java程序执行区别在哪里：

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而Java程序的加载过程：

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什么意思，意思就是告诉你，字节码文件操作系统也是不认识的，字节码文件还需要经过jvm加载为机器码，也就是Opcode操作码（暂时这么理解因为不全是），翻译成机器码也就是操作系统能看得懂的语言后，操作系统才回去执行这个java程序，这是什么，这其实有点像我们常说的黑盒测试，整个流程我们是看不见的，我们只能看见我们编写的java规范编码被操作系统执行了！

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我们说，jvm识别字节码文件后，翻译了字节码指令，翻译给操作系统，从而控制操作系统去执行相应的功能，所以，提及翻译，就不得不简单说一下JVM的翻译字节码文件的方式方法了，jvm翻译字节码常见的有两种不同的方式，一种是即时加载方法，一种是解释执行。解释执行是将字节码文件中的opcode与操作数翻译成op指令也就是机器代码，而即时加载是在特定情况下才会触发，将字节码翻译成机器码后执行。你若想知道字节码文件都包含有什么，那么等我吃透了jvm我加你好友啊，我跟你畅谈啊！虽然这得等到=猴年马月…

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