虛擬機(jī)概論（六）——JAVA虛擬機(jī)模型

2019-11-18 13:41:03

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供稿：網(wǎng)友

java虛擬機(jī)模型

由于它的高度可移植性，JAVA已經(jīng)成為Internet上的主要編程語(yǔ)言。

“模擬機(jī)”的概念是計(jì)算機(jī)工業(yè)界經(jīng)常使用的對(duì)虛擬機(jī)的解釋之一。這種虛擬機(jī)概念和IBM版的虛擬機(jī)非常不同。在IBM的概念中，系統(tǒng)內(nèi)存和資源被分割，成為當(dāng)前機(jī)器的精確拷貝。而對(duì)于模擬機(jī)，系統(tǒng)并不被分割，而是有一臺(tái)新的“機(jī)器”或者虛擬機(jī)加載到當(dāng)前系統(tǒng)中，在不改變當(dāng)前系統(tǒng)的前提下，向用戶提供不同的功能。這種類(lèi)型的虛擬機(jī)被證實(shí)是非常強(qiáng)大的，它答應(yīng)軟件開(kāi)發(fā)人員在一臺(tái)完全不同的機(jī)器上仿效另一臺(tái)機(jī)器。最近，這種觀念創(chuàng)造了一種強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言：JAVA。

JAVA程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言依靠于被稱做JAVA虛擬機(jī)（Java virtual machine，JVM）的模擬機(jī)。JVM使得程序員不是和系統(tǒng)打交道，而是和虛擬機(jī)打交道。因此程序員使用的函數(shù)是JVM內(nèi)嵌的函數(shù)，而不是操作系統(tǒng)的函數(shù)。這非常先進(jìn)，因?yàn)樗峁┝丝梢浦残浴＜偃缦嗤腏VM安裝在兩個(gè)完全不同的機(jī)器上，那么同一個(gè)JAVA程序應(yīng)該在兩臺(tái)機(jī)器上都可以運(yùn)行，因?yàn)镴AVA程序依靠于JVM，而不是運(yùn)行它的系統(tǒng)。由于它的高度可移植性，JAVA已經(jīng)成為Internet上的主要編程語(yǔ)言。許多Web頁(yè)面現(xiàn)在都和JAVA程序結(jié)合在一起。這些JAVA程序可以完成一些在瀏覽器中顯示的任務(wù)。

同時(shí)，JVM也非常小。或者說(shuō)，它不站用大量的內(nèi)存。這意味著JVM可以被應(yīng)用于許多不同的機(jī)器。例如，電視機(jī)，蜂窩移動(dòng)電話，以及計(jì)算機(jī)，都可以。因此，完全有可能向我們今天正在使用的設(shè)備中添加像游戲這樣的復(fù)雜功能。

它是如何工作的？

你現(xiàn)在所迷惑的可能是一個(gè)JAVA程序究竟是如何工作的。如何使用JVM？好的，JVM是我們對(duì)抽象計(jì)算機(jī)的稱呼。或者說(shuō)，JVM是在“真正的”硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)上用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。JAVA程序是為JVM編譯，而不是系統(tǒng)。這就意味著程序員寫(xiě)的JAVA程序由JAVA編譯器翻譯成JVM執(zhí)行的語(yǔ)言/代碼。這些代碼被稱做字節(jié)代碼（Byte Code）。字節(jié)代碼可以被認(rèn)為是JVM的機(jī)器語(yǔ)言。JVM把字節(jié)代碼流解釋成指令序列。然后這些指令被執(zhí)行，生成期望的輸出。圖1.1展示了從JAVA程序到最終執(zhí)行的路線。

如圖1.1所示，一旦字節(jié)代碼被JVM解釋?zhuān)琂VM指令就會(huì)被映射成操作系統(tǒng)指令或者硬件指令。這就意味著JVM實(shí)際上是使用操作系統(tǒng)和機(jī)器指令來(lái)實(shí)現(xiàn)它所獲取的指令。因此，JVM的指令在每一個(gè)安裝JVM的操作系統(tǒng)或機(jī)器上都必須有一個(gè)可能的映射才能工作。這就是為什么JAVA語(yǔ)言并沒(méi)有達(dá)到100%可移植的原因之一。可能有的JVM指令在一種操作系統(tǒng)上可以實(shí)現(xiàn)，而在另外一種操作系統(tǒng)上不能實(shí)現(xiàn)。

小結(jié)

JAVA虛擬機(jī)的主要目的就是去解決計(jì)算機(jī)程序的可移植問(wèn)題。問(wèn)題是JVM完全解決這個(gè)問(wèn)題了嗎？答案是沒(méi)有……它沒(méi)有完全解決這個(gè)問(wèn)題。但是，它提供了一種對(duì)大部分都有效的解決方案（盡管不是100%有效）。JAVA已經(jīng)實(shí)現(xiàn)相當(dāng)高的可移植性。JAVA的力量使人們可以開(kāi)發(fā)許多跨平臺(tái)的應(yīng)用程序。JAVA已經(jīng)證實(shí)是有用的，強(qiáng)大的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)。

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