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1、虚拟机的启动入口位于share/tools/launcher/java.c的main。
2、配置JVM装载环境。
3、解析虚拟机参数。
4、设置线程栈大小。
5、执行Java main。
配置JVM装载环境的方法:
1、Java代码执行时需要一个JVM环境,JVM环境的创建包括两部分:JVM.dll文件的查找和装载,我们来看一段Jre通过环境的路径和系统版本寻找jvm.cfg文件的代码。
说明:
1)GetJREPath()查找当前JRE环境的所在路径。
2)ReadKnownVms()读取JRE路径\lib\ARCH(CPU构架)\JVM.cfg文件,其中ARCH(CPU构架)通过GetArch方法获取,在window下有三种情况:amd64、ia64和i386。
3)CheckJvmType确定当前JVM类型,先判断否通过-J、-XXaltjvm=或-J-XXaltjvm=参数指定,如果没有,则读取JVM.cfg文件中配置的第一个类型。
4)GetJVMPath根据上一步确定的JVM类型,找到对应的JVM.dll文件。
Java是一种技术,它由四方面组成:Java编程语言、Java类文件格式、Java虚拟机和Java应用程序接口(Java API)。
运行期环境代表着Java平台,开发人员编写Java代码(.java文件),然后将之编译成字节码(.class文件),再然后字节码被装入内存,一旦字节码进入虚拟机,它就会被解释器解释执行,或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。
Java平台由Java虚拟机和Java应用程序接口搭建,Java语言则是进入这个平台的通道,用Java语言编写并编译的程序可以运行在这个平台上。
在Java平台的结构中, 可以看出,Java虚拟机(JVM) 处在核心的位置,是程序与底层操作系统和硬件无关的关键。它的下方是移植接口,移植接口由两部分组成:适配器和Java操作系统, 其中依赖于平台的部分称为适配器;JVM 通过移植接口在具体的平台和操作系统上实现;在JVM 的上方是Java的基本类库和扩展类库以及它们的API, 利用Java API编写的应用程序(application) 和小程序(Java applet) 可以在任何Java平台上运行而无需考虑底层平台, 就是因为有Java虚拟机(JVM)实现了程序与操作系统的分离,从而实现了Java 的平台无关性。
JVM在它的生存周期中有一个明确的任务,那就是运行Java程序,因此当Java程序启动的时候,就产生JVM的一个实例;当程序运行结束的时候,该实例也跟着消失了。下面我们从JVM的体系结构和它的运行过程这两个方面来对它进行比较深入的研究。
1、Java虚拟机的体系结构
·每个JVM都有两种机制:
①类装载子系统:装载具有适合名称的类或接口
②执行引擎:负责执行包含在已装载的类或接口中的指令
·每个JVM都包含:
方法区、Java堆、Java栈、本地方法栈、指令计数器及其他隐含寄存器
2、Java代码编译和执行的整个过程
也正如前面所说,Java代码的编译和执行的整个过程大概是:开发人员编写Java代码(.java文件),然后将之编译成字节码(.class文件),再然后字节码被装入内存,一旦字节码进入虚拟机,它就会被解释器解释执行,或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。
(1)Java代码编译是由Java源码编译器来完成,也就是Java代码到JVM字节码(.class文件)的过程。
2)Java字节码的执行是由JVM执行引擎来完成
Java代码编译和执行的整个过程包含了以下三个重要的机制:
·Java源码编译机制
·类加载机制
·类执行机制
(1)Java源码编译机制
Java 源码编译由以下三个过程组成:
①分析和输入到符号表
②注解处理
③语义分析和生成class文件
最后生成的class文件由以下部分组成:
①结构信息:包括class文件格式版本号及各部分的数量与大小的信息
②元数据:对应于Java源码中声明与常量的信息。包含类/继承的超类/实现的接口的声明信息、域与方法声明信息和常量池
③方法信息:对应Java源码中语句和表达式对应的信息。包含字节码、异常处理器表、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型记录、调试符号信息
(2)类加载机制 JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的
编程语言和自然语言类似,都是为了交流,自然语言用于跟人交流,程序语言则用于指示机器。
jvm其实也就是一个程序,这个程序能接受你的Java代码,然后根据你的意愿执行一系列操作。
举个例子,你可以写一个这样的程序,这个程序接受用户输入一句话,如果用户输入“beep”则调用机器的鸣叫,如果用户输入“exit”,则关掉本程序。在这个例子中,其实用户写的“beep”和“exit”就充当了程序语言的角色,只不过这门语言过于简单因此不可能普及。而java则具有完善的体系能够支持你表达任何意愿,然后jvm理解你的java语言并执行相应操作,这就是程序语言的原理。
当然java还有优化的方案,它的编译器将你的java语言翻译成字节码,因为jvm执行字节码的速度比直接理解java代码要快很多,后来的版本还引入了JIT技术,实时将字节码再编译成机器码,这样就能让机器直接执行指令而不需要jvm去解释。
至于垃圾收集器,就是jvm维护着每一个对象的引用(可以理解成C++里面的指针),根据一定的算法判断其是否可达,如果这个引用不可达(也就是程序的后续部分已经无法获取这个引用,比如说已超出block范围了)那么就清除这个内存对象。这样的好处是能避免由于程序员的疏忽引起的内存泄露,缺点是内存的清理不够即时,因而无用的对象常常会占据内存很长时间。
你也可以在C++里实现垃圾回收器,思路是写一个用于管理内存的类,然后程序里不再用new来新建对象,而是用这个类来产生对象,类内部拥有这个对象的指针,并在适当的时候delete它,这样就实现垃圾自动回收了,当然要写这样一个类是很困难的事。
JVM(Java Virtual Machine,Java虚拟机)
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。众所周知java.exe是java class文件的执行程序,但实际上java.exe程序只是一个执行的外壳,它会装载jvm.dll(windows下,下皆以windows平台为例,linux下和solaris下其实类似,为:libjvm.so),这个动态连接库才是java虚拟机的实际操作处理所在。
JVM是JRE的一部分。它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM有自己完善的硬件架构,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。Java语言最重要的特点就是跨平台运行。使用JVM就是为了支持与操作系统无关,实现跨平台。所以,JAVA虚拟机JVM是属于JRE的,而现在我们安装JDK时也附带安装了JRE(当然也可以单独安装JRE)。