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    Java虛擬機(JVM)以及跨平臺原理

    來源:軟世通科技  |  關鍵詞:|  發布日期:2016年06月14日

    相信大家已經了解到Java具有跨平臺的特性,可以“一次編譯,到處運行”,在Windows下編寫的程序,無需任何修改就可以在Linux下運行,這是C和C++很難做到的。那么,跨平臺是怎樣實現的呢?這就要談及Java虛擬機(JavaVirtualM

    相信大家已經了解到Java具有跨平臺的特性,可以“一次編譯,到處運行”,在Windows下編寫的程序,無需任何修改就可以在Linux下運行,這是C和C++很難做到的。

    那么,跨平臺是怎樣實現的呢?這就要談及Java虛擬機(Java Virtual Machine,簡稱 JVM)。

    JVM也是一個軟件,不同的平臺有不同的版本。我們編寫的Java源碼,編譯后會生成一種 .class 文件,稱為字節碼文件。Java虛擬機就是負責將字節碼文件翻譯成特定平臺下的機器碼然后運行。也就是說,只要在不同平臺上安裝對應的JVM,就可以運行字節碼文件,運行我們編寫的Java程序。

    而這個過程中,我們編寫的Java程序沒有做任何改變,僅僅是通過JVM這一”中間層“,就能在不同平臺上運行,真正實現了”一次編譯,到處運行“的目的。

    JVM是一個”橋梁“,是一個”中間件“,是實現跨平臺的關鍵,Java代碼首先被編譯成字節碼文件,再由JVM將字節碼文件翻譯成機器語言,從而達到運行Java程序的目的。

    注意:編譯的結果不是生成機器碼,而是生成字節碼,字節碼不能直接運行,必須通過JVM翻譯成機器碼才能運行。不同平臺下編譯生成的字節碼是一樣的,但是由JVM翻譯成的機器碼卻不一樣。

    所以,運行Java程序必須有JVM的支持,因為編譯的結果不是機器碼,必須要經過JVM的再次翻譯才能執行。即使你將Java程序打包成可執行文件(例如 .exe),仍然需要JVM的支持。

    注意:跨平臺的是Java程序,不是JVM。JVM是用C/C++開發的,是編譯后的機器碼,不能跨平臺,不同平臺下需要安裝不同版本的JVM。


    Java虛擬機(JVM)以及跨平臺原理
    圖1  JVM實現跨平臺

    關于JVM的執行效率

    Java 推出的前幾年,人們有不同的看法,解釋字節碼肯定比全速運行機器碼慢很多,犧牲性能換來跨平臺的優勢是否值得?

    然而,JVM 有一個選項,可以將使用最頻繁的字節碼翻譯成機器碼并保存,這一過程被稱為即時編譯。這種方式確實很有效,致使微軟的 .NET 平臺也使用了虛擬機。

    現在的及時編譯器已經相當出色,甚至成了傳統編譯器的競爭對手,某些情況下甚至超過了傳統編譯器,原因是JVM可以監控運行時信息。例如,即時編譯器可以監控使用頻率高的代碼并進行優化,可以消除函數調用(即“內嵌”)。

    但是,Java 畢竟有一些C/C++沒有的額外的開銷,關鍵應用程序速度較慢。比如Java采用了與平臺無關的繪圖方式,GUI程序(客戶端程序)執行要慢;虛擬機啟動也需要時間。

    客戶端市場的折戟

    Java 的GUI庫稱不上出色,界面不算友好,大部分用戶不太習慣;Java 的客戶端資源消耗也比較大,大數據量的應用和功能復雜的應用性能堪憂。

    更加不能接受的是,微軟因自身利益和SUN分家后,Windows 便不再預裝JVM了,用戶安裝你的程序之前,必須要安裝JVM并正確設置,你可以要求普通用戶安裝你的軟件,但是你能期望他了解JVM的有關知識并正確安裝設置嗎?

    雖然你可以將JVM集成在你的程序中,自動安裝并設置,不讓用戶干預,但是你希望附帶一個比你的程序還要大好多的JVM嗎?一個軟件這樣做或許可以接受,成千上萬個軟件都這樣做,那用戶要安裝多少個JVM?磁盤空間要浪費多少?

    所以,直接投放市場的面向普通用戶的客戶端程序,用Java開發的很少,大部分Java開發的客戶端是給企業內部員工使用,員工領到電腦時,技術部已經給配置好了。如果你希望從事客戶端開發,建議學習 C/C++ 和 .NET,它們在Window客戶端開發方面有較大的優勢。

    種種原因,注定了Java客戶端不利于推向市場,讓普通用戶接受。不過話又說回來,客戶端開發也不是Java的初衷,Java最初是面向嵌入式的,卻隨著互聯網的興起而快速成長,在Web開發上大顯身手。


    (責任編輯:軟世通架構師)
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