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  • JAVA运行机制
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    2021-02-25 19:23:40

    这一篇我们来简单理解一下JAVA的运行机制

    大概可以分为三大部分

    1.编写程序

    2.编译程序

    3.运行程序

    1.编写程序

    编写程序就是我们前面说的源代码

    这些源代码都有特殊的语法

    例如main函数

    他是jdk中一个比较特殊的函数

    他必须要使用特定的语法来编写

    (在前面加上 public  等关键字来修饰)

    源代码就像是程序的灵魂,

    程序的实现是由源代码来就决定的

    就像一块橡皮泥,

    你想把它变成什么样子完成由你来决定

    2.编译程序

    为什么要编译?

    因为 JAVA和大多数语言一样是一种高级语言

    我们编写好的代码都被保存成为一个.java的文件

    然而我们计算机并不认识(不能运行)这些文件

    这就需要把我们编写好的文件(源代码)变成计算机可以运行的机器码(二进制码)

    这个过程就叫做编译

    注意:编译就是我们前面用到的 javac 命令

    它可以将.java文件编译成一个.class文件(字节码)

    并且class文件是一种与平台无关的文件

    3.运行程序

    上面说到把源代码编译成字节码。

    那么就到运行字节码了

    其实我们的JAVA语言有一个非常大的特点就是跨平台

    用他们话说就是:一次编译,到处运行

    前面说过class文件是一种与平台无关的文件

    它也不可直接运行

    那我们怎么运行呢?

    这就要讲到一个东西jvm(JAVA虚拟机)

    它可以将我们的class文件解释成计算机可以运行的二进制

    那我们的jvm是如何运行的呢

    我们都知道所有程序只有在内存中才能运行

    所以我们在运行JAVA文件的时候(java命令)

    首先会在内存中创建一个jvm

    然后把硬盘里的class文件加载进来

    利用jvm去解释这些class文件

    最后运行程序。

    PS:为什么说JAVA跨平台

    1.因为编译后的class文件只能被jvm所解释

    2.任何平台只要有jvm(JAVA运行环境)就可以解释这个class文件

    3.无论什么平台解释同一个class文件最后的结果都是一样的

    也就是说我用Windows系统编译好的class文件,拿来Android(前提要有环境)上运行也是一样的

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    不管是学习Java还是其他什么变成语言,我们不仅要了解它的特性,充分的使用Java语言完成各种程序开发工作,还要了解Java的运行机制。只有了解其底层的运行机制,才能更好的利用Java完成各项工作。Java运行机制是什么...

    不管是学习Java还是其他什么变成语言,我们不仅要了解它的特性,充分的使用Java语言完成各种程序开发工作,还要了解Java的运行机制。只有了解其底层的运行机制,才能更好的利用Java完成各项工作。Java运行机制是什么?

    6f5e085748ef476734054f0273d06ab4.png

    Java程序运行时,必须经过编译和运行两个步骤。首先将后缀名师“.java”的源文件进行编译,最终生成后缀名为“.class”的字节码文件。然后Java虚拟机将编译后的字节码文件进行解释执行,并显示最终结果。

    下面为大家实例讲解一下Java程序运行的整个过程。

    1、编写一个Java程序,例如helloworld.java文件。

    2、使用“javac hello world.java”命令开启Java编译器并进行编译。编译结束后,会自动生成一个hello world .class的字节码文件。

    3、使用“java hello world”命令启动Java虚拟机运行程序,Java虚拟机首先将编译好的字节码文件加载到内存,这个过程就是我们常说的类加载,它是有类加载器完成的。然后虚拟机对加载的Java类进行解释执行,便可看到运行结果了。

    这个过程中,我们可以看到,Java程序其实是有虚拟机负责解释执行的,并非其他语言需要依靠操作系统解释。这样就体现出Java的特性,即可跨平台操作。也就是针对不同的操作系统可以编写相同的程序,仅仅需要在操作系统中安装相对应版本的虚拟机即可。这种“一次编写,导出运行”的特性,有效的解决了程序设计语言在不同操作系统编译时产生不同机器代码的问题,从而大大降低了程序开发和维护的成本。

    相信通过本文大家对于Java的运行机制已经有了初步的了解。此外Java还有非常多的特性,包括简单性、面向对象、分布性、编译和解释性、稳健性、安全性、高性能、多线索性、动态性等等。正式因为这些优秀的特性,才让Java成为近十几年来互联网编程语言中使用率最高的编程语言。如果想学习更多关于Java编程的相关知识,可以多多关注博学谷学习平台,平台内不仅包含在线就业班课程,还会持续不断地推出Java开发提升课程。

    展开全文
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    简单来说Java程序的运行机制分为编写、编译和运行三个步骤。 1.编写 编写是指在Java开发环境中进行程序代码的编辑,最终生成后缀名为“.java”的Java源文件。 2.编译 编译是指使用Java编译器对源文件进行错误排查的...

    简单来说Java程序的运行机制分为编写、编译和运行三个步骤。

    1.编写

    编写是指在Java开发环境中进行程序代码的编辑,最终生成后缀名为“.java”的Java源文件。

    2.编译

    编译是指使用Java编译器对源文件进行错误排查的过程,编译后将生成后缀名为.class的字节码文件,该文件可以被Java虚拟机(JVM)的解释器正常读取。

    3.运行

    运行是指使用Java解释器将字节码文件翻译成机器代码,执行并显示结果。字节码文件是一种和任何具体机器环境及操作系统环境无关的中间代码,它是一种二进制文件,是Java源文件由Java编译器编译后生成的目标代码文件。编程人员和计算机都无法直接读懂字节码文件,它必须由专用的Java解释器来解释执行,因此Java是一种在编译基础上进行解释运行的语言。

    在运行Java程序时,首先会启动JVM,然后由它来负责解释执行Java的字节码,并且Java字节码只能运行于JVM之上。这样利用JVM就可以把Java字节码程序和具体的硬件平台以及操作系统环境分隔开来,只要在不同的计算机上安装了针对于特定具体平台的JVM,Java程序就可以运行,而不用考虑当前具体的硬件平台及操作系统环境,也不用考虑字节码文件是在何种平台上生成的。JVM把这种不同软硬件平台的具体差别隐藏起来,从而实现了真正的二进制代码级的跨平台移植。JVM是Java平台无关的基础,Java的跨平台特性正是通过在JVM中运行Java程序实现的。接下来了解一下Java的运行流程,如图所示。

    img

    Java运行流程

    图中,从编写出来的Java源文件,到编译为字节码文件,再到通过JVM执行程序,然后将程序的运行结果展示给用户,这是一个完整的Java运行流程。

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    1.java是编译型和解释型语言的结合体

    ①首先采用通用的java编译器将java源程序编译为与平台无关的字节码文件(.class文件)

    ②然后由java虚拟机(JVM)对字节码文件解释执行

    注意:java字节码具有平台无关性,可以在各种不同系统平台中运行,但是需要有不同版本的java虚拟机,不同平台的java环境其Java虚拟机是不一样的。

    2.JVM(Java Virtual Machine Java虚拟机)

    (1)JVM是java字节码执行的引擎,为java程序的执行提供必要的支持,还能优化java字节码文件,使之转化成效率更高的机器指令。程序员编写的程序最终都要在JVM上执行,JVM中的类的装载是由类加载器(ClassLoader)和它的子类来实现的。

    (2)ClassLoader是java运行时一个重要的系统组件,负责在运行时查找和装入类文件的类。

    (3)JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息,从而实现了java程序只需要生成在JVM上运行的字节码文件(class文件),就可以在多种平台上不加修饰的运行。不同平台对应着不同的JVM,在执行字节码时,JVM负责将每一条要执行的字节码发送给解释器,解释器再将其翻译成特定平台环境的机器指令并执行。java语言最重要的特点是跨平台运行,使用JVM就是为了支持与操作系统无关,实现跨平台运行。

    3.ClassLoader

    (1)是JVM实现的一部分,包括bootstrapclassloader(启动类加载器)

    (2)ClassLoader在JVM运行的时候加载java核心的API,通过java程序实现两个ClassLoader:

    ①ExtClassLoader:它的作用是用来加载java扩展的API。也就是lib\ext类

    ②APPClassLoader:用来加载用户机器上CLASSATH设置目录的Class

    (3)ClassLoader加载流程:当运行一个程序的时候,JVM启动,运行bootstrapclassloader,该Class.java核心API,然后调用ExtClassLoader加载扩展API,最后APPClassLoader加载CLASSATH目录下定义的Class.

    4.JRE

    JRE是JavaRuntimeEnvironment,java运行时环境,它是java程序运行所必须的环境集合,主要由java虚拟机、java平台核心类和若干支持文件组成。其不包含开发工具、编译器、调试器以及其他工具。

    在执行java程序的时候,操作系统会按照下面顺序寻找JRE环境:

    ①先查找当前目录下有没有jre

    ②再查找父目录下有没有jre

    ③接着在环境变量PATH指定的路径中查找jre

    ④注册表查看CurrentVersion的键值指向哪个jre

    JRE自带的基础类库主要在JRE\LIB\rt.jar文件中。在程序运行时,JRE由ClassLoader(类加载器)负责查找和加载程序引用到的基类库和其他类库。基础类库,ClassLoader会自动到rt.jar的位置,其他的类库,ClassLoader在环境变量CLASSPATH指定的路径中搜索。

    5.JDK

    DK是Java Development Kit,简称java开发工具包。

    JDK是java的核心。它包括java运行环境、一堆java工具盒java基础的类库(rt.jar)。

    JDK包含JRE的全部内容外,还包含开发者用以编译、调试和运行java程序的工具。

    JDK、JRE、JVM之间的关系:

    JDK、JRE、JVM之间是包含关系。范围由大到小依次为JDK、JRE、JVM。

     

     

     

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