jvm、jre、jdk

JVM和JRE浅谈

Java运行时环境JRE包含：Java虚拟机、库函数、运行Java应用程序和Applet所必须的文件，JDK（又称SDK）包含：JRE的超集、编译器、调试器等开发工具。

java平台的核心是什么？JVM。大多数编程语言（其实应该是少数才对）直接把源代码编译成特定处理器体系结构的机器码，典型的是c，所以我们每个平台都有其对应的gcc版本。java与此不同，它把java源代码编译成一种特殊的机器码：字节码（byte code）——字节码不是java特有的东西，所有解释型的语言基本都有此概念，比如javascript。字节码可以运行在一种特殊的处理器上，实际上，这种处理器不对应任何硬件，它完全由软件来实现，这种处理器就是我们所称的java虚拟机。当初，当java语言发明的时候，JVM却没有同步跟着问世。JVM定义了一整套规范（就像ARM一样），任何组织或个人可以根据规范写出自己的虚拟机（要交不交钱我没去调查过）。总之，这样一个由软件构成的机器是一个“机器中的机器”（machine within a machine）。而且虚拟机并不是直接跑在宿主的cpu上，中间还隔着宿主的操作系统。那么虚拟机到底干了嘛？

虚拟机的职责是：翻译字节码，把它翻译成一系列的动作（内存操作）和系统调用（比如输入输出）。举个例子：当在java里请求与某台远程机器建立socket连接时，java虚拟机本身是不能完成这一工作的（协议栈是在操作系统内实现的），所以它需要系统调用。不同的操作系统实现socket的方式不一样，但是java程序员却不需要关心它们的差别——这就是虚拟机的优势，write once,run everywhere（当然、实际上可能并没有广告里的好听，因为目标平台没有JRE时，看你怎么办，自己写一个不成?）。

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。

JVM是只是一个更大系统JRE中的一部分。不同的操作系统和cpu架构需要不同的JRE。JRE包含一些基本类库，这些基本类库提供了java编程最基本的API。可以参见下图：

JVMs之间的差异：

尽管JVM的设计有共同的规范，但不同厂家具体实现时，都会加入自己的元素，比如：垃圾回收机制可能就极不相同，线程调度也是如此（这个是与操作系统密切相关的，JVM的线程机制依然构建在对操作系统的系统调用上）。不过这些不是什么问题，像垃圾回收、线程调度这种东西无论如何都会平台相关的，而程序员多半无需关心它们的异同。

Java虚拟机的体系结构

       先google一把，得到以下二图（反映相同的东西）：

刚才已经提到，JVM可以由不同的厂商来实现。由于厂商的不同必然导致JVM在实现上的一些不同，然而JVM还是可以实现跨平台的特性，这就要归功于设计JVM时的体系结构了。

我们知道，一个JVM实例的行为不光是它自己的事，还涉及到它的子系统、存储区域、数据类型和指令这些部分，它们描述了JVM的一个抽象的内部体系结构，其目的不光规定实现JVM时它内部的体系结构，更重要的是提供了一种方式，用于严格定义实现时的外部行为。每个 JVM都有两种机制，一个是装载具有合适名称的类(类或是接口)，叫做类装载子系统；另外的一个负责执行包含在已装载的类或接口中的指令，叫做执行引擎。每个JVM又包括方法区、堆、Java栈、程序计数器和本地方法栈这五个运行期数据区（一组变量和几块内存区而已）。

JVM的每个实例都有一个它自己的方法域和一个堆，运行于JVM内的所有的线程都共享这些区域；当虚拟机装载类文件的时候，它解析其中的二进制数据所包含的类信息，并把它们放到方法域中；当程序运行的时候，JVM把程序初始化的所有对象置于堆上；而每个线程创建的时候，都会拥有自己的程序计数器和Java栈，其中程序计数器中的值指向下一条即将被执行的指令（字节码形式的指令），线程的Java栈则存储为该线程调用Java方法的状态；本地方法调用的状态被存储在本地方法栈，该方法栈依赖于具体的实现（如果不懂得话，参见本文后面提供的参考文档连接）。