你的 JVM 基础“大厦”稳健吗？

【从 1 开始学 JVM 系列】

JVM 对于每位 Java 语言编程者来说无疑是“重中之重”，尽管我们每天都在与它打交道，却很少来审视它、了解它，慢慢地，它成为了我们“熟悉的陌生人”。

因此，我计划写一个「从 1 开始学 JVM 系列」 ，主要面向有一定 Java 基础的同学。同时，梳理总结一下自己过去积累的 JVM 体系知识和技能。

从 JVM 基础知识聊起

常见的编程语言是如何分类的？

众多周知，Java 是一门面向对象的编程语言。

对于编程语言，使用不同的标准有不同的分类，我们不妨一起来看看常见的分类。

第一种常见的分类为面向过程、面向对象、面向函数的编程语言。

面向过程，如 C
面向对象，如 Java、C++
面向函数，如 Scala

第二种可以将编程语言分为静态类型、动态类型。

静态类型，如 Java
动态类型，如 python、javascript

第三种可以将编程语言分为有虚拟机、无虚拟机。

有虚拟机，如 Java
无虚拟机，如 C、C++

第四种可以将编程语言分为有 GC、无 GC。

有 GC，如 Java、Go
无 GC，如 C、C++

对于没有 GC 的编程语言人工管理容易出现内存泄漏和野指针，例如 C++，这就要求编程者要足够细心。

通过对前面分类的小结，我们知道，Java 是一种面向对象、静态类型、有虚拟机、有 GC 的高级语言。

此外，Java 同时支持编译执行和解释执行、有运行时、能够跨平台（Write once, run anywhere，即“一次编写，到处执行”）。

即时编译执行，将一个方法中包含的所有字节码编译成机器码后再执行

解释执行，即逐条将字节码翻译成机器码并执行。

Java 代码解释执行，到达一定的次数后，如果被判定为是热点代码，则会被编译成机器码执行（一般执行效率会更高）。

编程语言如何跨平台？

一般而言，有两种跨平台的方式。

第一种方式是「源代码跨平台」。

这种方式通过在不同的平台上（例如分别在 Linux、Window）编译源码，生成不同的二进制文件，从而获得跨平台运行的能力。

但缺点也很明显，特定平台上编译出来的二进制无法跨平台运行。

如 Linux 编译出来的二进制文件无法在 Windows 上运行。

源代码跨平台

第二种方式是「二进制跨平台」。

例如 Java 语言，通过讲源代码编译成字节码，从而就能够实现跨平台运行。

二进制跨平台

为什么二进制能够跨平台？

一个非常重要的原因是虚拟机的诞生，使得在不同的平台上都能执行相同的字节码文件。

Java、C++、Rust 有哪些区别？

我们以几种常见的编程语言为例，对比一下不同类型的编程语言，看看它们之间的区别。

语言	对程序员态度	优势	劣势
C/C++	完全相信、惯着程序员	自行管理内存，代码编写很自由	不小心会造成内存泄漏等问题，导致程序崩溃
Java/Golang	完全不相信、但惯着程序员	内存生命周期都由 JVM 运行时统一管理。绝大部分场景，非常自由的写代码，不用关心内存情况；内存使用有问题时，可以通过 JVM 信息进行分析诊断和调整	存在 STW，无法灵活管理内存
Rust	既不相信程序员，也不惯着程序员	写代码时，必须清楚用 Rust 的规则管理好变量，好让机器能明白高效地分析和管理内存	代码不利于人的理解，写代码很不自由，学习成本也很高

字节码、类加载器、虚拟机之间是什么关系？

我们通过对照一张图来说明它们之间的关系。

Java 源代码被编译成「字节码文件」（即 xxx.class 文件）,然后通过「类加载器（ClassLoader）」将字节码文件加载到 JVM 内存中，然后再实例化为对象，最终被程序使用。