谈谈对Java平台的理解

从我第一次接触Java的时候，老师就说"Write once,run anywhere"，这句话虽然听起来有一点太过于形式主义，但是也突出了它的特点。那么，现在的我们应该总结一下和思考一下，自己对于Java平台的理解。

Java本身是一种面向对象的语言，最显著的两个特性有两个方面：

　　①、书写一次，到处运行，具有跨平台的能力；

　　②、具有垃圾收集（GC，Garbage Collection）功能，Java通过垃圾收集器（GC）回收分配内存，大部分情况下，程序员不需要自己担心内存的分配和回收。

还有，我们日常还会接触到JRE（Java Runtime Environment）或者JDK（Java Development Kit）。JRE，也就是Java运行环境，包含了JVM和Java类库，以及一些模块等。而JDK可以看做是JRE的一个超集，提供了更多工具，比如编译器，各种诊断工具等。

那么，在一些面试题中，还会出现这么一个问题，"对于Java是解释执行"，这句话正确吗？

在这里，我们可以分析一下。当然，这个说法是不太准确的。我们开发的Java源代码，首先是通过Javac编译成为字节码（bytecode），然后，在运行时，通过Java虚拟机（JVM）内嵌的解释器将字节码转换成为最终的机器码。但是常见的JVM，比如我们大多数情况下使用的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能够在运行时将热点代码编译成机器码，这种情况下部分热点代码就属于编译执行，而不是解释执行了。

对于Java平台的理解，还可以从很多方面进行分析，例如：Java语言特性，包括泛型，Lambda等语言特性；基础类库，包括集合、IO/NIO、网络、并发、安全等基础类库等。或者谈谈JVM的一些基础概念和机制，比如Java的类加载机制，常用版本JDK（如JDK8）内嵌的Class-Loader，例如Bootstrap、Application和Extension Class-Loader；类加载大致过程：加载、验证、链接、初始化；自定义Class-Loader等。还有垃圾收集的基本原理，最常见的垃圾收集器，如SerialGC、ParallelGC、CMS、G1，对于适用于什么样的工作负载最好也心里有数。这些都是可以进行自我拓展的领域。

众所周知，我们通常把Java编译期和运行时。这里说的Java编译和C/C++是有着不同意义的，Javac的编译，编译Java源码生成".class"文件里面实际是字节码，而不是可以直接执行的机器码。Java通过字节码和Java虚拟机（JVM）这种跨平台的抽象，屏蔽了操作系统和硬件的细节，这也实现"一次编译，到处执行"的基础。

在运行时，JVM会通过类加载器（Class-Loader）加载字节码，解释后者编译执行。在主流Java版本中，如JDK8实际是解释和编译混合的一种模式，即所谓的混合模式（-Xmixed）。通常运行在server模式的JVM，会进行上万次调用以收集足够的信息进行高效的编译，client模式这个门限是1500次。Oracle Hotspot JVM内置了两个不同的JIT compiler，C1对应前面说的client模式，适用于对于启动速度敏感的应用，比如普通Java桌面应用；C2对应server模式，它的优化是为长时间运行的服务器端应用设计的。默认是采用所谓的分层编译（TieredCompilation）。

除了我们日常最常见的Java使用模式，其实还有一种新的编译方式，即所谓的AOT（Ahead-of-Time Compilation），直接将字节码编译成机器代码，这样就避免了JIT预热等各方面的开销，比如Oracle JDK9就引入了实验性的AOT特性，并且增加了新的jaotc工具。而且，Oracle JDK支持分层编译和AOT协作使用，这两者并不是二选一的关系。

另外，JVM作为一个强大的平台，不仅仅只有Java语言可以运行在JVM上，本质上合规的字节码都可以运行，Java语言自身也为此提供了便利。