02-有哪些常见的JVM？请说下Java代码的运行机制

1.JVM虚拟机介绍

• 虚拟机概念：

  虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。在计算机中创建虚拟机时，需要将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存容量。每个虚拟机都有独立的CMOS、硬盘和操作系统，可以像使用实体机一样对虚拟机进行操作。

• 关键字理解：

  中文名	外文名	定义
  虚拟机	Virtual Machine	具有完整硬件系统功能的完整计算机系统

  技术	与实体机区别	常见虚拟机
  虚拟化技术的一种	可以像使用实体机一样使用	Java虚拟机，Linux虚拟机，windows虚拟机

• 虚拟机分类

  • Linux虚拟机

    一种安装在Windows上的虚拟linux操作环境，就被称为linux虚拟机。它实际上只是个文件而已，是虚拟的linux环境，而非真正意义上的操作系统。但是它们的实际效果是一样的。所以安装在虚拟机上使用好。常用安装虚拟机软件有：vmware、VirtualBox等。

  • Java虚拟机

    Java虚拟机（JVM）是Java Virtual Machine的缩写，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能模拟来实现的。Java虚拟机有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。

• Java虚拟机的优点

  Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码)，就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

  一句话就是：一次编译，到处运行，并且具备自动内存管理+自动垃圾回收功能

• 总结

  Java虚拟机是Java语言底层实现的基础，对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质，也有助于使用Java语言。对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员，Java语言的编译器作者以及要用硬件芯片实现Java虚拟机的人来说，则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外，如果想扩展Java语言，或是把其它语言编译成Java语言的字节码，也需要深入地了解Java虚拟机。

2.常见的JVM

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很多公司都有自己的JVM，比如Orcale的HotSpot，也是我们学习和使用的重点JVM虚拟机。

【其他两款特殊虚拟机介绍】

1. Sun Classic VM介绍：

早在1996年Java1.0版本的时候，SUN公司就发布了一款名为SUN Classic VM的Java 虚拟机，同时也是世界上第一款商用Java虚拟机，JDK1.4时完全被淘汰。这款虚拟机内部只提供解释器，如果使用JIT编译器，就需要进行外挂。但是一旦使用了JIT编译器，JIT就会接管虚拟机的执行系统，解释器就不再工作。 解释器和编译器不能配合工作。



现在hotspot已经内置了此虚拟机。

2. Dalvik VM：

谷歌开发的应用于Android系统的虚拟机，并在Android2.2中提供了JIT，发展迅猛。



Dalvik VM 并不能直接执行Java的Class文件，因为其并没有遵循Java虚拟机的规范，它是基于寄存器结构而不是jvm的栈架构，因此其执行的是编译以后的dex（Dalvik Executable）文件【可以通过Class文件进行转化】，执行效率较高。



Android5.0使用了支持提前编译（Ahead of Time Compilation，AOT）的ART VM替换Dalvik VM。

我们的学习路线图就通过从一个类的加载开始，来学习Java是如何将代码运行起来的，由点到面的方式，一步一步深入理解JVM的整体运行机制。 image

3.Java代码的运行机制

• 我们平时写的Java代码，到底是如何运行起来的？

  我们都知道，我们平时创建的一个一个类，在本地磁盘中的文件名后缀就是 .java，比如User.java 、Product.java ,这也叫做源代码文件。

  这些源代码文件必须经历我们的javac工具进行编译后生成 .class 的字节码文件才能被运行。

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那接着我们就要继续思考了：那这些 .class 字节码文件又是如何运行起来的？

（这里我们可以借助于DOS窗口执行 java 命令进行启动）

image 此时一旦采用 java 命令，实际上就是启动了一个JVM进程，由JVM来负责加载这些字节码文件到内存进行执行。 image 而将class字节码文件加载到虚拟机的内存，这个过程称为类加载，其中涉及到 【类加载机制】和【类加载器】的概念。 image

当字节码文件被类加载器加载进入到JVM内存中后，会通过JVM的执行引擎来执行我们内存中对应的类，比如类中的main方法，就会先被执行，而main方法中如果还涉及到其他的对象引用，类加载又会开始加载对应的字节码文件到内存，再由JVM进行调用执行。（如下图）

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ok，通过以上的分析，我们可以先整体对java代码的运行流程做了一个全面的介绍，接下来再深入分析类加载器又是如何执行的，一步一步深入学习。