Java的运行机制概括

这次随笔主要记录一下我对Java的平台无关性一些新的理解，以前只知道是Java是一门很容易跨平台的语言，正如 "Compile once, run anywhere" 这句话，也知道Java会先加载class字节码文件的机制，但对此是一知半解，所以我觉得有必要深入的总结一下它的加载机制。

你所了解的Java机制

• 编写源码
• 编译为字节码
• 通过JVM将字节码解释为机器码

这的确是Java代码的基本加载过程，因此有时候我们称"Java是解释执行的"，但最近看了一篇相关文章后觉得这样说并不准确。

"解释执行"和"编译执行"

先谈一下JRE(Java Runtime Environment)和JDK(Java Development Kit)，JRE是运行环境，包含了JVM和Java类库，以及一些模块等，而JDK是JRE的超集，我们下载的JDK会包含JRE，它提供了更多工具，比如编译器和各种诊断工具等。为什么说"解释执行"不准确呢？因为一些JVM像Oracle JDK 提供的Hotspot JVM 都提供了JIT(Just-In-Time)编译器，也就是通常所说的动态编译器，JIT在运行时将热点代码编译成机器码，这种情况下部分代码就属于编译执行，而不是解释执行。

什么是"编译"和"解释"？

一般的程序员用的都是高级语言，像C和Java，而计算机只认识机器语言，所以我们要将高级语言翻译为机器语言后才能在计算机上运行，这里有编译和解释两种方式。像C/C++就是直接编译的语言，需要使用专门的编译器，还有像python, Ruby就是解释型语言，使用专门的解释器逐行解释并立即执行，相对前者运行速度会慢一些。Java是编译和解释型语言的结合体，我们习惯将Java分为编译期和运行时，这里的编译和C的不太一样，Java源代码编译为字节码是第一次编译，之后字节码就交由JVM处理，也就是说只要一个平台装有JVM，就可以运行Java程序。在运行时，JVM通过类加载器（Class-Loader）加载字节码，解释或者编译运行。这里涉及到更深层次的概念，主要是JIT的处理细节。主流的Java版本通常是解释和编译混合的模式，JVM针对应用的不同采取不同的编译和解释策略，像桌面应用和服务器应用，有不同的需求，这里的概念可能有点模糊，要深入JVM的话，推荐《深入理解Java虚拟机》。日常最常见的Java使用模式，是一种新的编译方式，AOT(Ahead-of-Time Compilation), 直接将字节码编译成机器代码，当然这只是一些基本概念，要深入理解Java的运行机制，就要多看相关书籍和技术文章。

总结

高级程序语言从源代码到运行的阶段一般为：编码———编译———运行———调试，Java引入JVM主要是为了实现跨平台的特性，当然还有其他作用，如符合规格的字节码都可以在JVM上运行，像JRuby, Jython等，Java程序的整体运行速度位于C和Python之间，每个语言都有自身的优点，适用于不同的场合，Java的运行机制也比本文所说的复杂的多，但也没有那么难，只要持之以恒的学习，终有一天你也会成为一名优秀的开发者。