Java JVM虚拟机运行机制详解

JVM(Java虚拟机)一种用于计算设备的规范，可用不同的方式（软件或硬件）加以实现。接下来通过本文给大家简单介绍Java JVM虚拟机运行机制，感兴趣的朋友一起看看吧

一：JVM基础概念

         JVM(Java虚拟机)一种用于计算设备的规范，可用不同的方式（软件或硬件）加以实现。编译虚拟机的指令集与编译微处理器的指令集非常类似。Java虚拟机包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。

         Java虚拟机(JVM)是可运行Java代码的假想计算机。只要根据JVM规格描述将解释器移植到特定的计算机上，就能保证经过编译的任何Java代码能够在该系统上运行。

下面看下Jvm的体系结构图：

二：解释型语言和编译型语言的联系与区别。

编译型语言是通过编译器将程序编译成目标机器所能识别的机器码，而解释型语言不需要编译过程，由该语言的解释器读取脚本，按照语法规则进行解释，然后调用解释器内建的命令(或者库函数)。例如，C语言的printf()函数经过静态编译后，printf()所需的所以代码都以机器码的形式写入可执行文件中，shell在执行程序时，在指定路径搜索该文件，然后加载器(Loader)加载该程序的ELF文件到内存中，跳转到程序入口，将控制权交由该程序。

动态编译的情况有些不同。由于printf()是很常用的函数，系统将常用函数集中起来做成库，当我写一个Myprintf()函数时调用printf() 时，动态编译后形成的ELF文件不会包含printf()相关的代码，但是会有些信息告诉系统：“我的程序将会调用printf(),因此我需要printf()的地址”。加载ELF文件后，首先运行动态连接器(ldd)，ldd知道程序依赖的动态库，系统中如果没有加载该动态库，就会通知系统加载该库，并把库函数的入口地址绑定到程序需要的地方，然后跳转到程序入口地址，开始运行程序。这里，我们所写的程序一经编译，就变成特定机器的机器码和一些附属信息(符号表，地址，变量值等)，然后通过系统加载运行机制就变成“动态程序”——进程。

解释型语言的执行过程离不开解释器，python，perl，ruby等等。所以脚本的第一行一般是#/usr/bin/×××。×××代表了各语言相应的解释器。脚本一般由表达式(expression)和Block of expressions组成，解释器首先要做的就是分析并理解表达式结构，形成“执行序列”。这个“执行序列”是中立的，不针对任何native machine，所以“可移植性”高。这里不用“字节码”代替“执行序列”是考虑到在jvm中有字节码的概念，他们之间有显著的不同。决定执行序列是解释器最主要的作用。假设，python输出的函数为python_print()，那么python解释器在“解释”脚本时遇到这个表达式就将调用系统的print()函数执行输出操作。你也可以把脚本理解成高级配置文件，这个文件指导python解释器如何运行，解释器内部已经制订了“如何”运行的若干规则。

三：Java的执行过程

JVM执行Java程序要比上述两个复杂，因为它已经被称作machine了。下图是JVM的结构框图。主要包含：垃圾回收器，类加载子系统，执行引擎，运行时数据区等。

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