JVM基礎系列第3講：到底什么是虛擬機？

時間：2023-07-01 13:03:02 | 來源：網站運營

時間：2023-07-01 13:03:02 來源：網站運營

JVM基礎系列第3講：到底什么是虛擬機？：我們都知道在 Windows 系統(tǒng)上一個軟件包裝包是 exe 后綴的，而這個軟件包在蘋果的 Mac OSX 系統(tǒng)上是無法安裝的。類似地，Mac OSX 系統(tǒng)上軟件安裝包則是 dmg 后綴，同樣無法在 Windows 系統(tǒng)上安裝。

為什么不同系統(tǒng)上的軟件無法安裝，這是因為操作系統(tǒng)底層的實現(xiàn)是不一樣的。對于 Windows 系統(tǒng)來說，exe 后綴的軟件代碼最終編譯成 Windows 系統(tǒng)能識別的機器碼。而 Mac OSX 系統(tǒng)來說，dmg 后綴的軟件代碼最終編譯成 Mac OSX 系統(tǒng)能識別的代碼。

系統(tǒng)軟件無法通用是一個常見的問題。但使用過 Java 的同學都知道，Java 代碼可以在服務端（Linux 系統(tǒng)）運行，也可以在 Windows 系統(tǒng)運行，但我們并沒有生成多份不同的代碼。所以 Java 語言是如何做到的呢？

與其他語言不同，Java 語言并不直接將代碼編譯成與系統(tǒng)有關的機器碼，而是編譯成一種特定的語言規(guī)范，這種語言規(guī)范我們稱之為字節(jié)碼。無論 Java 程序要在 Windows 系統(tǒng)，還是 Mac OSX 系統(tǒng)，抑或是 Linux 系統(tǒng)，它首先都得編譯成字節(jié)碼文件，之后才能運行。

但即使編譯成字節(jié)碼文件了，各個系統(tǒng)還是無法明白字節(jié)碼文件的內容，這時候就需要 Java 虛擬機的幫助了。Java 虛擬機會解析字節(jié)碼文件的內容，并將其翻譯為各操作系統(tǒng)能理解的機器碼。

簡單地說，對于同樣一份 Java 源碼文件，我們編譯成字節(jié)碼之后，無論是 Linux 系統(tǒng)還是 Windows 系統(tǒng)都不認識。這時候 Java 虛擬機就是一個翻譯官，在 Linux 系統(tǒng)上翻譯成 Linux 機器碼給 Linux 系統(tǒng)聽，在 Windows 系統(tǒng)上翻譯成 Windows 機器碼給 Windows 系統(tǒng)聽。這樣一來，Java 就實現(xiàn)了「Write Once，Run Anywhere」的偉大愿景了。

在 Java 虛擬機還沒出現(xiàn)之前，為了支持軟件在不同系統(tǒng)上運行，我們必須在多個平臺寫多份代碼，分別對應特定的系統(tǒng)。但 Java 虛擬機出現(xiàn)之后，你只需要按照特定規(guī)范編譯書寫，編譯器編譯成字節(jié)碼文件后，虛擬機會幫你將字節(jié)碼生成對應的 Windows Code 和 Mac Code。本質上最終還是會生成 Windows Code 和 Mac Code 兩份機器代碼，但對于開發(fā)人員來說，卻只需要寫一次代碼了。Java 虛擬機幫開發(fā)人員承擔了重復的工作，讓開發(fā)效率更高了。

很多初學者關于 Java 虛擬機有一個誤區(qū)，他們會覺得 Java 虛擬機只能運行 Java 代碼。*但實際上 Java 虛擬機運行的是字節(jié)碼文件。*換句話說，如果你用 php 語言寫一段代碼，并自己用特定編譯器能生成符合字節(jié)碼規(guī)范的字節(jié)碼文件，那么 Java 虛擬機也是可以運行的。

所以雖然名字是 Java 虛擬機，但 Java 虛擬機與 Java 語言沒有直接關系，它只按照 Java 虛擬機規(guī)范去讀取 Class 文件，并按照規(guī)定去解析、執(zhí)行字節(jié)碼指令，僅此而已。

如果你夠牛逼，你完全可以寫一個編譯器，將 PHP 語言代碼編譯成符合 Java 虛擬機規(guī)范的字節(jié)碼文件，那么 Java 虛擬機也是可以執(zhí)行的。

準確地說，Java 虛擬機與字節(jié)碼文件（Class文件）綁定。

最后，讓我們回顧一下，到底什么是虛擬機？其實 Java 虛擬機就是一個字節(jié)碼翻譯器，它將字節(jié)碼文件翻譯成各個系統(tǒng)對應的機器碼，確保字節(jié)碼文件能在各個系統(tǒng)正確運行。

參考資料

• https://www.javaworld.com/article/3272244/core-java/what-is-the-jvm-introducing-the-java-virtual-machine.html
• https://www.dummies.com/programming/java/what-is-a-java-virtual-machine/

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JVM基礎系列文章目錄

• JVM基礎系列開篇：為什么要學虛擬機？
• JVM基礎系列第1講：Java 語言的前世今生
• JVM基礎系列第2講：Java 虛擬機的歷史
• JVM基礎系列第3講：到底什么是虛擬機？
• JVM基礎系列第4講：從源代碼到機器碼，發(fā)生了什么？
• JVM基礎系列第5講：字節(jié)碼文件結構
• JVM基礎系列第6講：Java虛擬機內存結構
• JVM基礎系列第7講：JVM類加載機制
• JVM基礎系列第8講：JVM 垃圾回收機制
• JVM基礎系列第9講：JVM垃圾回收器
• JVM基礎系列第10講：垃圾回收的幾種類型
• JVM基礎系列第11講：JVM參數(shù)之堆?？臻g配置
• JVM基礎系列第12講：JVM參數(shù)之查看JVM參數(shù)
• JVM基礎系列第13講：JVM參數(shù)之追蹤類信息
• JVM基礎系列第14講：JVM參數(shù)之GC日志配置
• JVM基礎系列第15講：JDK性能監(jiān)控命令