Java基础—Java运行原理

Java程序运行原理

在Java中引入了虚拟机（JVM，Java Virtual Machine）的概念，即在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟的机器。虚拟机在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。

编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的字节码(ByteCode)（class文件的内容），然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行，每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。

Java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后在特定的机器上运行。

java编译器 (编译) → 虚拟机(解释执行) →  解释器(翻译) → 机器码

Java程序运行过程

从这个框图很容易大体上了解java程序工作原理。首先，你写好java代码，保存到硬盘当中。然后你在命令行中输入

javac YourClassName.java

此时，你的java代码就被编译成字节码（.class)。如果你是在Eclipse IDE或者其他开发工具中，你保存代码的时候，开发工具已经帮你完成了上述的编译工作，因此你可以在对应的目录下看到class文件。此时的class文件依然是保存在硬盘中。

当你在命令行中运行

java YourClassName

此时，JRE的类加载器从硬盘中读取class文件，载入到系统分配给JVM的内存区域--运行数据区（Runtime Data Areas)。然后执行引擎解释或者编译类文件，转化成特定CPU的机器码，CPU执行机器码，至此完成整个过程。

Java环境变量

【Path】

在JDK的安装路径下，我们很容易发现bin文件下的javac、java命令——分别用于执行【编译】和【解释】的操作。配置path环境变量便可实现直接找到这两个命令并运行。

【ClassPath】

而classpath变量，通过后来的学习得知，在jdk1.5以上版本便可以不用配置。首先要知道java源程序通过编译生成的class文件，默认会存储到JRE文件下，也就是java运行环境路径下，在1.5之前的jdk还没智能到可以自动找到编译好的类，进行下一步解释操作，故需要手动配置classpath，指明class文件路径，在执行java命令形成可执行文件。

【JavaHome】

另一个javahome再单独运行java程序时是不需要进行配置的，因为编译、解释均已通过javac 和java命令完成。但在tomcat、jboss部署时需要配置该环境变量。

JDK、JRE、JVM三者间的关系

JDK（Java Development Kit）是针对Java开发员的产品，是整个Java的核心，包括了Java运行环境JRE、Java工具和Java基础类库。Java Runtime Environment（JRE）是运行JAVA程序所必须的环境的集合，包含JVM标准实现及Java核心类库。JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，是整个java实现跨平台的最核心的部分，能够运行以Java语言写作的软件程序。

JDK是Java开发工具包，是Sun Microsystems针对Java开发员的产品。

JDK中包含JRE，在JDK的安装目录下有一个名为jre的目录，里面有两个文件夹bin和lib，在这里可以认为bin里的就是jvm，lib中则是jvm工作所需要的类库，而jvm和 lib和起来就称为jre。　　

SE(J2SE)，standard edition，标准版，是我们通常用的一个版本，从JDK 5.0开始，改名为Java SE。
EE(J2EE)，enterprise edition，企业版，使用这种JDK开发J2EE应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java EE。
ME(J2ME)，micro edition，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java ME。

参考：

JAVA程序运行原理——知其然，而知其所以然

Java虚拟机工作原理详解

Java的运行原理

JDK、JRE、JVM三者间的关系