对Java平台的理解

一、谈谈对Java平台的理解：

Java是一种面向对象的语言，最显著的特性有两个方面，一是“write once, run anywhere ”，能够非常容易地获得跨平台能力；另外就是垃圾收集(GC)，Java通过垃圾收集器回收分配的内存，大部分情况下，程序员不需要自己对内存的分配和回收进行管理。

我们日常接触到的JRE是Java运行环境，包含JVM和Java类库以及一些模块等，JDK可以看作是JRE的一个超集，提供了更多工具，如编译器、各种诊断工具等。

对Java平台的理解可以从很多方面总结、思考，如Java语言特性，包括泛型、lambda等语言特性；基础类库，包括集合、I/O，NIO，网络、并发、安全等基础类库等等。

或者从JVM角度谈，如Java类加载机制、常用版本jdk内嵌的类加载器，如bootstrap、application和extension 类加载器；类加载大致过程：加载、验证、链接、初始化；自定义ClassLoader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等，对于适用于怎样的工作负载等

还有jdk包含哪些工具或者Java领域内其他工具等，如编译器、运行时环境、安全工具。诊断和监控工具，这些工具是日常工作效率的保证。

二、Java是解释执行的吗？

对于编写好的Java源代码，首先通过Javac编译成字节码（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最终的机器码。但是常见的虚拟机如Hotspot JVM，提供了JIT（Just-in-time）编译器，即使通常所说的动态编译器，JIT能够在运行时将热点代码（高频使用）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。

三、对解释执行与编译执行的理解：

Java分成编译期和运行时，这里的编译和C/C++有着不同的意义，Javac的编译，编译Java源码生成.class文件，即字节码文件，字节码不是可以直接执行的机器码。Java通过字节码和JVM这种跨平台的抽象，屏蔽了操作系统和硬件的细节，这也是实现”一次编译，到处执行“的基础。

在运行时，JVM会通过类加载器classLoader加载字节码，解释或者编译执行，在主流Java版本中如jdk8，实际是解释和编译混合的一种模式，即混合模式（-Xmixed）。通常运行时在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 HotspotJVM内置了两个不同的JIT compiler，C1对应client模式，适用于对于启动速度敏感的应用，比如普遍的Java桌面应用；C2对应server模式，它的优化是为长时间运行服务器端应用设计的。默认是采用所谓的分层编译（TieredCompilation）。

Java虚拟机启动时，可以指定不同的参数对运行模式进行选择。如，指定-Xint，则告诉JVM只进行解释执行，不对代码进行编译，这种模式抛弃了JIT可能带来的性能优势，解释器（interpreter）是逐条读入，逐条解释运行的。

另一参数是-Xcomp，这是告诉JVM关闭解释器。不要进行解释执行，或者叫做最大优化级别。-Xcomp会导致JVM启动变得非常慢，同时有些JIT编译器优化的方式，比如分支预测，如果不进行profiling，往往并不能进行有效优化

此外，在jdk9引入了实验性的AOT特性，AOT（Ahead-of-Time Compilation），是一种新的编译方式，可以直接将字节码编译成机器代码，这样可以避免JIT预热等各方面的开销，同时jdk9也增加了新的jaotc工具，利用以下命令可以把某个类或者某个模块编程成AOT库：

jaotc --output libHelloWorld.so HelloWord.class
jaotc --output libjava.base.so --module java.base

然后在启动时直接指定：

java -XX:AOTLibrary=./libHelloWorld.so, ./libjava.base.so HelloWorld

jdk支持分成编译和AOT协作使用，AOT也不仅仅是只有这一种方式，业界有第三方工具，如GCJ 、Excelsior JET等提供相关功能。

总结：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语言自身提供了便利。

声明：本文仅为个人的学习总结，学习自：极客时间《Java核心36讲》