Java JVM虛擬機

　　在開始這一部分內容之前，我們先來看一下，在Java中，Java程序是如何運行的，最后又是如何交給JVM托管的?

　　1.Java 程序運行過程

　　作為一名 Java 程序員，你應該知道，Java 代碼有很多種不同的運行方式。比如說可以在開發工具中運行，可以雙擊執行 jar 文件運行，也可以在命令行中運行，甚至可以在網頁中運行。當然，這些執行方式都離不開 JRE，也就是 Java 運行時環境。

　　實際上，JRE 僅包含運行 Java 程序的必需組件，包括 Java 虛擬機以及 Java 核心類庫等。我們 Java 程序員經常接觸到的 JDK(Java 開發工具包)同樣包含了 JRE，并且還附帶了一系列開發、診斷工具。

　　然而，運行 C++ 代碼則無需額外的運行時。我們往往把這些代碼直接編譯成 CPU 所能理解的代碼格式，也就是機器碼。

　　Java 作為一門高級程序語言，它的語法非常復雜，抽象程度也很高。因此，直接在硬件上運行這種復雜的程序并不現實。所以呢，在運行 Java 程序之前，我們需要對其進行一番轉換。

　　這個轉換具體是怎么操作的呢?當前的主流思路是這樣子的，設計一個面向 Java 語言特性的虛擬機，并通過編譯器將 Java 程序轉換成該虛擬機所能識別的指令序列，也稱 Java 字節碼。這里順便說一句，之所以這么取名，是因為 Java 字節碼指令的操作碼(opcode)被固定為一個字節。

　　并且，我們同樣可以將其反匯編為人類可讀的代碼格式(如下圖的最右列所示)。不同的是，Java 版本的編譯結果相對精簡一些。這是因為 Java 虛擬機相對于物理機而言，抽象程度更高。

　　Java 虛擬機可以由硬件實現[1]，但更為常見的是在各個現有平臺(如 Windows_x64、Linux_aarch64)上提供軟件實現。這么做的意義在于，一旦一個程序被轉換成 Java 字節碼，那么它便可以在不同平臺上的虛擬機實現里運行。這也就是我們經常說的“一次編寫，到處運行”。

　　虛擬機的另外一個好處是它帶來了一個托管環境(Managed Runtime)。這個托管環境能夠代替我們處理一些代碼中冗長而且容易出錯的部分。其中最廣為人知的當屬自動內存管理與垃圾回收，這部分內容甚至催生了一波垃圾回收調優的業務。

　　除此之外，托管環境還提供了諸如數組越界、動態類型、安全權限等等的動態檢測，使我們免于書寫這些無關業務邏輯的代碼。

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