Java跨平台原理与Java虚拟机（JVM）

Java跨平台原理（字节码文件、虚拟机）

C/C++语言都直接编译成针对特定平台机器码。如果要跨平台，需要使用相应的编译器重新编译。

Java源程序（.java）要先编译成与平台无关的字节码文件(.class)，然后字节码文件再解释成机器码运行。解释是通过Java虚拟机来执行的。

字节码文件不面向任何具体平台，只面向虚拟机。

Java虚拟机是可运行Java字节码文件的虚拟计算机。不同平台的虚拟机是不同的，但它们都提供了相同的接口。

Java语言具有一次编译，到处运行的特点。就是说编译后的.class可以跨平台运行，前提是该平台具有相应的Java虚拟机。但是性能比C/C++要低。

Java的跨平台原理决定了其性能没有C/C++高。

由源文件(.java)—>字节码文件(.class)(二进制文件)-----> 解释---->Unix,Win,Linux等机器。

一次编译，到处运行。
编译器的作用：将源文件编译成class文件。
虚拟机的作用：将字节码文件解释成对应平台机器码并执行。
java可以实现跨所有的平台？只有提供并且安装了相对应的虚拟机就可以跨该平台。
虚拟机和解释器的关系：解释器是虚拟机的一个重要的组成部分。
Java语言的执行要经过编译和解释两个阶段。

对比C语言的跨平台原理

Java虚拟机（JVM）

JVM

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，它是整个Java实现跨平台的最核心的部分，所有的java程序会首先被编译为.class的类文件，这种类文件可以在虚拟机上执行，也就是说class并不直接与机器的操作系统相对应，而是经过虚拟机间接与操作系统交互，由虚拟机将程序解释给本地系统执行。JVM是Java平台的基础，和实际的机器一样，它也有自己的指令集，并且在运行时操作不同的内存区域。 JVM通过抽象操作系统和CPU结构，提供了一种与平台无关的代码执行方法，即与特殊的实现方法、主机硬件、主机操作系统无关。JVM的主要工作是解释自己的指令集（即字节码）到CPU的指令集或对应的系统调用，保护用户免被恶意程序骚扰。 JVM对上层的Java源文件是不关心的，它关注的只是由源文件生成的类文件（.class文件）。

JRE

JRE是java runtime environment（java运行环境）的缩写。光有JVM还不能让class文件执行，因为在解释class的时候JVM需要调用解释所需要的类库lib。在JDK的安装目录里你可以找到jre目录，里面有两个文件夹bin和lib,在这里可以认为bin里的就是jvm，lib中则是jvm工作所需要的类库，而jvm和lib和起来就称为jre。所以，在你写完java程序编译成.class之后，你可以把这个.class文件和jre一起打包发给朋友，这样你的朋友就可以运行你写程序了（jre里有运行.class的java.exe）。JRE是Sun公司发布的一个更大的系统，它里面就有一个JVM。JRE就与具体的CPU结构和操作系统有关，是运行Java程序必不可少的（除非用其他一些编译环境编译成.exe可执行文件……），JRE的地位就象一台PC机一样，我们写好的Win32应用程序需要操作系统帮我们运行，同样的，我们编写的Java程序也必须要JRE才能运行。

JDK

JDK是java development kit（java开发工具包）的缩写。每个学java的人都会先在机器上装一个JDK，那让我们看一下JDK的安装目录。在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。现在我们可以看出这样一个关系，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。eclipse、idea等其他IDE有自己的编译器而不是用JDK bin目录中自带的，所以在安装时你会发现他们只要求你选jre路径就ok了。

JDK,JRE,JVM三者关系

jdk是JAVA程序开发时用的开发工具包，其内部也有JRE运行环境JRE。
JRE是JAVA程序运行时需要的运行环境，就是说如果你光是运行JAVA程序而不是去搞开发的话，只安装JRE就能运行已经存在的JAVA程序了。
JDk、JRE内部都包含JAVA虚拟机JVM，JAVA虚拟机内部包含许多应用程序的类的解释器和类加载器等等。

JVM运行原理详解