What's JVM & Why do we need JVM?

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1.什么是JVM

Java虚拟机有自己完善的硬件架构,如处理器、堆栈等,还具有相应的指令系统。

Java虚拟机本质上就是一个程序,当它在命令行上启动的时候,就开始执行保存在某字节码文件中的指令。Java语言的可移植性正是建立在Java虚拟机的基础上。任何平台只要装有针对于该平台的Java虚拟机,字节码文件(.class)就可以在该平台上运行。这就是“一次编译,多次运行”。

Java虚拟机不仅是一种跨平台的软件,而且是一种新的网络计算平台。该平台包括许多相关的技术,如符合开放接口标准的各种API、优化技术等。Java技术使同一种应用可以运行在不同的平台上。Java平台可分为两部分,即Java虚拟机(Java virtual machine,JVM)和Java API类库。

1.1JVM的模块

在Java虚拟机规范中,分别用子系统、内存区、数据类型以及指令这几个术语来描述的。这些组成部分一起展示出一个抽象化的虚拟机内部的抽象体系结构。

Java虚拟机主要分为五大模块:类装载器子系统、运行时数据区、执行引擎、本地方法接口和垃圾收集模块。其中垃圾收集模块在Java虚拟机规范中并没有要求Java虚拟机垃圾收集,但是在没有发明无限的内存之前,大多数JVM实现都是有垃圾收集的。而运行时数据区都会以某种形式存在于每一个JAVA虚拟机实例中,但是Java虚拟机规范对它的描述却是相当抽象。这些运行时数据结构上的细节,大多数都由具体实现的设计者决定。

Java虚拟机不是真实的物理机,它没有寄存器,所以指令集是使用Java栈来存储中间数据,这样做的目的就是为了保持Java虚拟机的指令集尽量的紧凑,同时也便于JAVA虚拟机在那些只有很少通用寄存器的平台上实现。另外,JAVA虚拟机的这种基于栈的体系结构,有助于运行时某些虚拟机实现的动态编译器和即时编译器的代码优化。

2.JVM的必要性

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

3.JDK,JRE,JVM之间的关系

JDK:

Java Develpment Kit java 开发工具

JRE:

Java Runtime Environment java运行时环境

JVM:

java Virtual Machine java 虚拟机

使用人群

jdk 是给开发人员使用的, jre和jvm是给普通用户使用

JDK:

是java开发工具包,是Sun公司针对java开发人员的产品,jdk中包含jre,在jdk的安装目录下有一个jre的目录,里面有两个文件夹bin和lib,在这里可以认为bin里面就是jvm,lib中是java工作需要的类库,而jvm和lib合起来就称为jre

JDK(Java Development Kit) 是整个JAVA的核心,包括了Java运行环境(Java Runtime Envirnment),一堆Java工具(javac/java/jdb等)和Java基础的类库(即Java API 包括rt.jar)。

在其目录下面有 六个文件夹、一个src类库源码压缩包、和其他几个声明文件。其中,真正在运行java时起作用的 是以下四个文件夹:bin、include、lib、 jre。有这样一个关系,JDK包含JRE,而JRE包 含JVM。

bin:最主要的是编译器(javac.exe)

include:java和JVM交互用的头文件

lib:类库

jre:java运行环境

(注意:这里的bin、lib文件夹和jre里的bin、lib是 不同的)

总的来说JDK是用于java程序的开发,而jre则是只能运行class而没有编译的功能。

JRE:

是运行基于java语言编写的程序所不可缺少的运行环境,也是通过它,java的开发者才可以将自己开发的程序发布到用户手中,让用户使用,与大家熟悉的jdk不同,jre是运行环境,并不是一个开发环境,所以没有包含任何开发工具(如编译器,调试器)等,知识针对使用java程序的用户,包含JVM标准实现及Java核心类库。光有JVM还不能成class的 执行,因为在解释class的时候JVM需要调用解释所需要的类库lib。 (jre里有运行.class的java.exe)

由虚拟机将程序解释给本地系统执行,只有jvm还不能将class执行,因为在解释class的时候jvm需要调用解释所需要的类库lib,而jre包含lib类库,jvm屏蔽了具体操作系统平台的相关信息,使得java程序只需要生成在java虚拟机上运行的目标代码。可以在多种平台(操作系统)上不加修改的运行

总体来说就是,我们利用JDK(调用JAVA API)开发了属于我们自己的JAVA程序后,通过JDK中的编译程序(javac)将我们的文本java文件编译成JAVA字节码,在JRE上运行这些JAVA字节码,JVM解析这些字节码,映射到CPU指令集或OS的系统调用。

3.1关于jdk里没有jre

jre似乎在更新后不在jdk目录单独列出,,但可以通过cmd命令产生

cd D:\jdk(jdk的安装路径)

输入命令bin\jlink.exe --module-path jmods --add-modules java.desktop --output jre