Java程序的运行机制是怎么样的？

Java程序的运行机制悄帆可以分为以下几个步骤：启瞎雹

编写Java源代码：首先，程序员需要使用Java编程语言编写源代码。Java源代码是以.java为扩展名的文本文件，包含了Java程序的逻辑和功能。

编译Java源代码：Java源代码需要通过Java编译器进行编译，生成字节码文件。字节码文件是以.class为扩展名的二进制文件，包含了Java程序的指令、变量和方法。

解释执行字节码文件：Java虚拟机（JVM）负责解释执行字节码文件。JVM是一个虚拟的计算机，它模拟了实际计算机的硬件和 *** 作系统，能够运行字节码文件。

类加载：当Java程序被执行时，JVM会根据需要动态加载所需的类。Java类库和自定义类都会被加载到内存中。

执行Java程序：JVM会按照程序的逻辑和功能执行Java程序。程序员可以在程序中使用Java类库和自定义类提供的方法和变量。

垃圾回收：JVM还负责垃圾回收，它会自动回收不再使用的内存空间，防止程序出现内存泄漏等问题。

总的来说，Java程序的运行机制可以概括为：编写源代码 ->编译生成字节码文神枯件 ->解释执行字节码文件 ->加载所需类 ->执行Java程序 ->垃圾回收。

java的跨平台即跨 *** 作系统的平台,也就是说你写的java程序不需要修改就可以在不同的 *** 作系统上运行windows,linux,unix,当然有个前提就是你的 *** 码闭察作系统必须有java环境了，即安装了对应的jdk。应为java程序编译成class文件都迟茄交给JVM来处理了。\x0d\x0a\x0d\x0a在java之前，跨平台是很痛苦的事情，主要是因为所有对于系统的调用，在不同的 *** 作系统下结果都不一样，简单的来说，int的长度在不同 *** 作系统里面就不一样，甚至于连字节排列的顺序都不同。调用同一个函数返回的格式也不同，因此，写程序的人自己要对不同的系统非常了解，如果真的需要对不同 *** 作系统进行兼容，要在程序里面写很多if，编译的时候要先判断使用的 *** 作系统，创造很多环境变量才能编译，而且编译好的二进制可执行文件只能在本系统上运行。如果你写的是个功能库供别人调用的，那么光对 *** 作系统的判断就占了代码的绝大部分，而且，还要你在不同平台下进行测试，这可是个艰苦卓绝的工作。\x0d\x0a\x0d\x0a自从有了java之后，就把 *** 作系统兼容的工作丢给了jvm了，对于程序员来说就再也不要关心int有几位，还有高位在前还是地位在前的问题了，你只要用java的代码把你程序的逻辑实现出来就可以了态带，这些兼容的问题就交给jvm去处理吧。这样，如果你写一个程序交付给客户使用，如果客户的环境是运行AIX的，你就不需要在本地也装一个AIX来开发和运行，你可以在windows上完成所有的开发，然后把编译好的文件交给客户就可以了，以后有别的客户需要在Solaris上运行这个程序，你都不用修改，直接拿过去就可以运行，很方便！只有被跨平台开发折磨过的人才能更深得体会到用java开发跨平台应用的优势。

Java语言引入了Java虚拟机 具有跨平台运行的功能 能够很好地适应各种Web应用 同时 为了提高Java语言的性能和健壮性 还引入了如垃圾回收机制等新功能 通过这些改进让Java具有其独特的工作原理

．Java虚拟机

Java虚拟机（Java Virtual Machine JVM）是软件模拟的计算机 它可以在任何处理器上（无论是在计算机中还是在其他电子设备中）安全兼容地执行保存在 class文件中的字节码 Java虚拟机的 机器码 保存在 class文件中 有时也可以称之为字节码文件

升大团Java程序的跨平台特性主要是指字节码文件可以在任何具有Java虚拟机的计算机或者电子设备上运行 Java虚拟机中的Java解释器负责将字节码文件解释成为特定的机器码进行运行 因此在运行时 Java源程序需要通过编译器编译成为 class文件

Java虚拟机的建立需要针对不同的软硬件平台来实现 既要考虑处理器的型号 也要考虑 *** 作系统的种类 由此在SPARC结构 X 结构 MIPS和PPC等嵌入式处理芯片上 在UNIX Linux Windows和部分实时 *** 作系统上都可实现Java虚拟机

．无用内存自动回收机制

在程序的执行过程中 部分内存在使用过后就处于废弃状态 如果不及时进行回收 很有可能会导致内存泄漏 进而引发系统崩溃 在C++语言中是由程序员进行内存回收的 程序员需要在编写程序时把不再使用的对象内存释放掉 这种人为管理内存释放的方法往往由于程序员的疏忽而致使内存无法回收 同时也增加了程序员的工作量 而在Java运行环境中 始终存在着一个系统级的线程 专门跟踪内存的使用情况 定期检测出不再使用的内存 并自动进行回收 避免了内存的泄露 也减轻了程序员的工作量

．代码安全性检查机制

安全和方便总是相对矛盾的 Java编程语吵橘言的出现使得客户端计算机可以方便地从网络上上传或下载Java程序到本地计算机上运行 但是如何保证该Java程序不携带病毒或者没有其他危险目的呢？为了确保Java程序执行的安全性 Java语言通过Applet程序来控制非法程序的安全性 也就是有了它才确保Java语言的生存

Java字节码的执行需要经过以下 个步骤

（ ）由类装载器（class loader）负责把类文件（ class文件）加载到Java虚拟机中 在此仿悉过程需要检验该类文件是否符合类文件规范

（ ）字节码校验器（bytecode verifier）检查该类文件的代码中是否存在着某些非法 *** 作 例如Applet程序中写本地计算机文件系统的 *** 作

（ ）如果字节码校验器检验通过 由Java解释器负责把该类文件解释成为机器码进行执行

注意

Java虚拟机采用 沙箱 运行模式 即把Java程序的代码和数据都限制在一定内存空间里执行 不允许程序访问该内存空间以外的内存 如果是Applet程序 还不允许访问客户端机器的文件系统

Java的运行环境

无论哪种语言都需要有它特定的运行环境 也就是平台 Java语言同样不例外 但是如何理解Java程序与硬件环境无关呢？

几乎所有的语言都需要通过编译或者解释才可以被计算机执行 但是Java有一点不同 它同时需要这两个过程 其实 也正是因为这个原因才使Java这种语言具有了平台无关性 当完成一个Java源程序后 首先 通过Java翻译程序将它编译成一种叫做字节码的中间代码 然后再由Java平台的解释器将它转换成为机器语言来执行 这一平台的核心就是JVM

Java的编译过程与其他的语言不同 像C++这样的语言 在编译时它是与计算机的硬件平台信息密不可分的 编译程序通过查表将所有指令的 *** 作数和 *** 作码等转换成内存的偏移量 即程序运行时的内存分配方式 目的是保证程序正常运行 而Java却是将指令转换成为一种 class的文件 这种文件不包含硬件的信息 需要执行时只要经过安装有JVM的机器进行解释 创建内存分配后再通过查表来确定一条指令所在的地址 这样就有效地保证了Java的可移植性和安全性

Java平台具有这样的特性和它的结构有关 通常一个程序运行的平台是一个硬件或者软件运行的环境 目前比较流行的是Windows XP Linux Solaris和MacOS Java的平台不太一样 它由两个部分组成 即JVM和应用程序设计接口

．JVM

JVM是Java平台的核心 为了让编译产生的字节码能更好地解释与执行 因此把JVM分成了 个部分 JVM解释器 指令系统 寄存器 栈 存储区和碎片回收区

◆JVM解释器 即这个虚拟机处理字段码的CPU

◆JVM指令系统 该系统与计算机很相似 一条指令由 *** 作码和 *** 作数两部分组成 *** 作码为 位二进制数 主要是为了说明一条指令的功能 *** 作数可以根据需要而定 JVM有多达 种不同的 *** 作指令

◆寄存器 JVM有自己的虚拟寄存器 这样就可以快速地与JVM的解释器进行数据交换 为了功能的需要 JVM设置了 个常用的 位寄存器 pc（程序计数器） optop（ *** 作数栈顶指针） frame（当前执行环境指针）和vars（指向当前执行环境中第一个局部变量的指针）

◆JVM栈 指令执行时数据和信息存储的场所和控制中心 它提供给JVM解释器运算所需要的信息

◆存储区 JVM存储区用于存储编译过后的字节码等信息

◆碎片回收区 JVM碎片回收是指将使用过的Java类的具体实例从内存进行回收 这就使得开发人员免去了自己编程控制内存的麻烦和危险 随着JVM的不断升级 其碎片回收的技术和算法也更加合理 JVM 版后产生了一种叫分代收集技术 简单来说就是利用对象在程序中生存的时间划分成代 以此为标准进行碎片回收

．Java应用程序设计接口

Java Application Programming Interface简称Java API 其中文名为Java应用程序设计接口 它是一个软件集合 其中有许多开发时所需要的控件 可以用它来辅助开发

lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/26733

---