Was ist die Java Virtual Machine (JVM) und wie funktioniert sie?

Was ist die Java Virtual Machine (JVM) und wie funktioniert sie? Es ist keine physische Maschine; Stattdessen handelt es sich um eine Software -Implementierung eines hypothetischen Computers, der Java -Bytecode ausführt. Betrachten Sie es als Übersetzer und Ausführungsumgebung. Java-Programmierer schreiben Code in Java, das dann in Bytecode zusammengestellt wird-einen plattformunabhängigen Befehlssatz. Dieser Bytecode wird von Ihrem Betriebssystem nicht direkt verstanden. Es ist die Aufgabe des JVM, diesen Bytecode zu interpretieren und auszuführen. Dieser Bytecode ist plattformunabhängig, was bedeutet, dass die gleiche .CLASS-Datei auf jedem System mit einem kompatiblen JVM ausgeführt werden kann. Es führt Aufgaben wie Überprüfung (Sicherstellung von Bytecode -Integrität) und Verknüpfung (Lösung von Verweise auf andere Klassen) durch. Viele JVMs verwenden auch eine Just-in-Time-Zusammenstellung (Just-in-Time), bei der häufig ausgeführte Bytecode-Abschnitte zur schnelleren Ausführung in nativen Maschinencode kompiliert werden. Dies steigert die Leistung über die reine Interpretation erheblich. Dies verhindert Speicherlecks und vereinfacht im Wesentlichen die Speicherverwaltung für Entwickler. JVM

Das JVM bietet mehrere überzeugende Vorteile für die Anwendungsentwicklung:

• Plattform -Unabhängigkeit ("einmal schreiben, überall rennen"): Dies ist wohl der wichtigste Vorteil. Da der JVM die Übersetzung in den plattformspezifischen Maschinencode übernimmt, können Java-Anwendungen auf jedem System mit einer JVM-Implementierung ausgeführt werden, ohne eine Neukompilation zu erfordern. Diese Portabilität ist entscheidend für die Bereitstellung von Anwendungen in verschiedenen Umgebungen. Auf diese Weise können sich Entwickler eher auf die Anwendungslogik als auf Speicherdetails auf niedriger Ebene konzentrieren. Der Ausnahmebehandlungsmechanismus hilft bei unerwarteten Fehlern bei der Verhinderung von Anwendungsabstürzen. Dieses reichhaltige Ökosystem reduziert die Entwicklungszeit und -anstrengung signifikant. Erstellen Sie einfach gleichzeitige und parallele Anwendungen, um Multi-Core-Prozessoren zu nutzen. zugewiesen. Die Müllsammlung konzentriert sich hauptsächlich auf den Haufen. Jeder Thread hat seinen eigenen Stapel. Der automatische Prozess von JVM, der von Objekten, die von der Anwendung nicht mehr erreichbar sind, zurückerhalten. Es gibt unterschiedliche Algorithmen für die Müllsammlung, jeweils eigene Kompromisse:
  • Mark und Sweep: identifiziert nicht erreichbare Objekte (die von keinem aktiven Teil des Programms verwiesen werden) und holt ihr Gedächtnis zurück. Live -Objekte werden in einen Raum kopiert, und der andere Raum wird zurückgefordert. Objekte werden von einer Generation zur nächsten fördert, basierend auf ihrem Alter und ihrer Überlebenszeit. Dies optimiert die Müllsammlung, indem sie sich auf häufig gesammelte junge Objekte konzentriert. Das Tuning des Müllkollektors ist häufig entscheidend für die Optimierung der Reaktionsfähigkeit und des Durchsatzes der Anwendungen. Gemeinsame Techniken umfassen:
    • Auswahl des richtigen Müllsammlers: verschiedene Müllsammler (z. B. Serielle, Parallel, CMS, G1, ZGC) haben unterschiedliche Leistungsmerkmale. Die Auswahl des entsprechenden Müllsammlers basierend auf den Anforderungen der Anwendung ist entscheidend. Zum Beispiel ist G1GC häufig eine gute Wahl für Anwendungen mit großen Haufen. Ein zu kleiner Haufen kann zu häufigen Müllsammlungen führen, während ein zu großer Haufen zu übermäßigem Speicherverbrauch führen kann. Das Einstellen dieser Optionen (z. B. abgestufte Zusammenstellung) kann die Leistung verbessern. Profiling-Tools helfen dabei, spezifische Codeabschnitte zu bestimmen, die übermäßige Ressourcen konsumieren. Eine sorgfältige Auswahl dieser Argumente, die auf Profilerierungsergebnissen basieren, kann die Leistung erheblich verbessern. Tools wie JCMD können dazu beitragen, die native Speicherverwendung zu verfolgen. Experimentieren und sorgfältige Überwachung sind der Schlüssel zum Auffinden der optimalen Konfiguration für eine bestimmte Anwendung.

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