java原理,java原理是什麼

本文目錄一覽：

• 1、java編程原理（簡單的說一下)
• 2、你知道java的運行原理是什麼嗎
• 3、java虛擬機工作原理？
• 4、java是什麼東西？

java編程原理（簡單的說一下)

Java的編程原理 編譯原理： 先寫Java的源代碼。 然後交給虛擬機 虛擬機將其編譯為 字節碼 然後再進行運行。 Java的編譯後的字節碼，不是成為機器碼。它必須要求有編譯器在旁解釋。 它是解釋型編譯編程原理： Java 主要面向OOP， Java 面向對象編程語言，基本上寫每個程序 都在面向整個世界的對象 而描寫，Java比你學過的C++ 更為靈活。比如接口、 或者你需要更多的答案。 請提問

你知道java的運行原理是什麼嗎

Java這一語言的執行過程也遵循這樣的過程：源代碼—機器碼。 但是，從源代碼到機器碼之間，究竟經過什麼樣的過程，則是Java獨一無二的了。寬泛地講，Java源代碼（.java)經過java編譯器（javac.exe）編譯之後，並沒有直接轉化為機器碼，而是轉化成一種中間格式，成為字節碼(.class)，字節碼再經過java虛擬機轉化成特定CPU架構的機器碼。也正是因為這一中間物，java才有所謂的跨平台。在windows平台上編譯好的字節碼，copy到linux平台後，經過為linux而設計的Java虛擬機解釋後即可執行。跨平台這一特徵，是通過字節碼和JVM來實現的。

因此，想搞清楚java程序到底是如何運行的，重點在於弄明白字節碼是如何被轉化成跟CPU架構相關的機器碼然後被執行的。也就是要理解JVM到底是如何工作的。在了解JVM之前，我們再跳出來一下，先看看什麼是虛擬機。所謂虛擬機，我是這麼理解的：用軟件的方式模擬出跟硬件類似的環境，比如說寄存器、存儲器等等。當然，所有最終的工作還是由原來的CPU來完成。比如說VirtualBox這個虛擬機產品，它其實就是一個應用程序，用某種編程語言編寫的應用程序。當運行這個應用程序時，它會要求操作系統給它獨立施展手腳的空間：給我一些內存，給我一定的CPU時間片，然後不用管我了。你可能會問，寄存器是硬件啊，它怎麼能劃分啊，難道是時間劃分？不是的，像內存這樣的硬件，可以給虛擬機一塊獨立的內存塊，但是寄存器之後的，則需要用“模擬仿真”的方式來模擬。OK，回到Java虛擬機。到底什麼是Java虛擬機，很難有一個十分明確的定義，狹窄一點說，它就是一個應用程序，大部分用C++編寫的。寬泛地說，它就是執行字節碼的一整個環境。

java虛擬機工作原理？

從宏觀上介紹一下Java虛擬機的工作原理。從最初編寫的Java源文件（.java文件）是如何一步步執行的，如下圖所示，首先Java源文件經過前端編譯器（javac或ECJ）將.java文件編譯為Java字節碼文件，然後JRE加載Java字節碼文件，載入系統分配給JVM的內存區，然後執行引擎解釋或編譯類文件，再由即時編譯器將字節碼轉化為機器碼。主要介紹下圖中的類加載器和運行時數據區兩個部分。

（1）類加載指將類的字節碼文件（.class）中的二進制數據讀入內存，將其放在運行時數據區的方法區內，然後在堆上創建java.lang.Class對象，封裝類在方法區內的數據結構。類加載的最終產品是位於堆中的類對象，類對象封裝了類在方法區內的數據結構，並且向JAVA程序提供了訪問方法區內數據結構的接口。如下是類加載器的層次關係圖。

啟動類加載器（BootstrapClassLoader）：在JVM運行時被創建，負責加載存放在JDK安裝目錄下的jre\lib的類文件，或者被-Xbootclasspath參數指定的路徑中，並且能被虛擬機識別的類庫（如rt.jar，所有的java.*開頭的類均被Bootstrap ClassLoader加載）。啟動類無法被JAVA程序直接引用。

擴展類加載器（Extension ClassLoader）：該類加載器負責加載JDK安裝目錄下的\jre\lib\ext的類，或者由java.ext.dirs系統變量指定路徑中的所有類庫，開發者也可以直接使用擴展類加載器。

應用程序類加載器（AppClassLoader）：負責加載用戶類路徑（Classpath）所指定的類，開發者可以直接使用該類加載器，如果應用程序中沒有定義過自己的類加載器，該類加載器為默認的類加載器。

用戶自定義類加載器（User ClassLoader）：JVM自帶的類加載器是從本地文件系統加載標準的java class文件，而自定義的類加載器可以做到在執行非置信代碼之前，自動驗證數字簽名，動態地創建符合用戶特定需要的定製化構建類，從特定的場所（數據庫、網絡中）取得java class。

注意如上的類加載器並不是通過繼承的方式實現的，而是通過組合的方式實現的。而JAVA虛擬機的加載模式是一種委派模式，如上圖中的1-7步所示。下層的加載器能夠看到上層加載器中的類，反之則不行。類加載器可以加載類但是不能卸載類。說了一大堆，還是感覺需要拿點代碼說事。

首先先定義自己的類加載器MyClassLoader，繼承自ClassLoader，並覆蓋了父類的findClass(String name)方法，如下：

利用定義的類加載器加載指定的字節碼文件，如通過MyClassLoader加載C:\\Users\\Administrator\\下的Test.class字節碼文件，代碼如下所示：

（2）運行時數據區

字節碼的加載第一步，其後分別是認證、準備、解析、初始化，那麼這些步驟又具體做了哪些工作，如下圖所示：

（3）如下將介紹運行時數據區，主要分為方法區、Java堆、虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器。其中方法區和Java堆一樣，是各個線程共享的內存區域，而虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器是線程私有的內存區。

Java堆：Java堆是Java虛擬機所管理的內存中最大的一塊，被進程的所有線程共享，在虛擬機啟動時被創建。該區域的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有的對象實例都在這裡分配內存，隨着JIT編譯器的發展與逃逸分支技術逐漸成熟，棧上分配、標量替換等優化技術使得對象在堆上的分配內存變得不是那麼“絕對”。Java堆是垃圾收集器管理的主要區域。由於現在的收集器基本都採用分代收集算法，所以Java堆中還可以分為老年代和新生代(Eden、From Survivor、To Survivor)。根據Java虛擬機規範，Java堆可以處於物理上不連續的內存空間，只要邏輯上連續即可。該區域的大小可以通過-Xmx和-Xms參數來擴展，如果堆中沒有內存完成實例分配，並且堆也無法擴展，將會拋出OutOfMemoryError異常。

方法區：用於存儲被Java虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據。不同於Java堆的是，Java虛擬機規範對方法區的限制非常寬鬆，可以選擇不實現垃圾收集。但並非數據進入了方法區就“永久”存在了，這區域內存回收目標主要是針對常量池的回收和對類型的卸載。如果該區域內存不足也會拋出OutOfMemoryError異常。

常量池：這個名詞可能大家也經常見，是方法區的一部分。Class文件除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項信息就是常量池，用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用。Java虛擬機運行期間，也可能將新的常量放入常量池（如String類的intern()方法）。

虛擬機棧：線程私有，生命周期與線程相同。虛擬機棧描述的是Java方法執行的內存模型：每個方法在執行時都會創建一個棧幀用於存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口等信息。每個方法從調用直至執行完成的過程，就對應着一個棧幀在虛擬機棧中入棧到出棧的過程。如果請求的站深度大於虛擬機所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常，虛擬機棧在動態擴展時如果無法申請到足夠的內存，就會拋出OutOfMemoryError異常。

過最簡單的一段代碼解釋一下，程序在運行時數據區個部分的變化情況。

（4）通過編譯器將Test.java文件編譯為Test.class，利用javap -verbose Test.class對編譯後的字節碼進行分析，如下圖所示：

（5）看看運行時數據區的變化：

java是什麼東西？

Java說白了就是一門語言，像我們平時學校里學的英語，或者其他外語一樣，是和其他人交流的工具，讓別人知道你要表達什麼，只不過Java語言是面向計算機的，人與機器交流，讓計算機懂得我們所要表達的，從而讓計算機運行出我們想要的結果。

java是什麼東西