java编译器会将java程序转换为 java编写需要的编译器
本篇文章给大家谈谈java编译器会将java程序转换为,以及java编写需要的编译器对应的知识点,文章可能有点长,但是希望大家可以阅读完,增长自己的知识,最重要的是希望对各位有所帮助,可以解决了您的问题,不要忘了收藏本站喔。
java语言基础的问题
java是现在流行的高级语言的一种。它的特点是支持面向对象、可移植性、安全性都比较好。一个java程序首先通过编译器把源代码编译为字节码(bytecode)的机器语言,然后在虚拟机中解释执行。为了方便移植,java是不生成exe(windows下的excecutable可执行文件)的,这样就可以在windows之外的系统中运行。至于游戏,和普通的程序是一样的。它的特点就是前面所讲的一般java程序的特点。
你还问到关于面向对象的概念。你已经接触过重载、覆盖,接口这类概念,它们都是出自面向对象的。面向对象简单讲就是支持类、对象的操作。类和对象概念的引入也是为了简化代码,让程序员能够比较好地对代码进行组织架构。这是两个面向对象当中最基本的概念。
下面给你描述一下:
类可以说是用来描述一个概念。你自己写的类(就是class后面的程序段)包含你这个概念的名称、它具有的属性、能够实现的方法。
对象是类的实例化。举个例子说,人是一个类,那么你,我都是“人类”的实例化的对象。我们描述一个人,通常是他的姓名、性别、身高、体重。。。那么我和你都有这些属性。我们说人会吃饭、走路,那么这就是“人”这个类中的方法。你我也都有这些方法。
再说下继承:还是举人这个例子。人是动物。动物的共有属性比如有性别、体重,共有方法比如生老病死。那么对于人这些属性、方法都有,对于猫这些属性、方法也都有。因此我们可以定义“动物”为父类,“人”、“猫”为两个子类,其中“人”有特殊的属性和方法,比如人有个属性是“职业”,特有方法“会算术计算”;而“猫”会“抓老鼠”……。那么说人和猫都是从“动物”继承来的,有着“动物”的共有属性和方法,以及除此之外的特有属性和方法。
java中eclipse,jdk,jvm,jre,编译器的区别
JVM就是常说的java虚拟机,它是整个java实现跨平台的最核心的部分,所有的java程序会首先被编译为.class的类文件,这种类文件可以在虚拟机上执行,也就是说class并不直接与机器的操作系统相对应,而是经过虚拟机间接与操作系统交互,由虚拟机将程序解释给本地系统执行。
JVM是 Java平台的基础,和实际的机器一样,它也有自己的指令集,并且在运行时操作不同的内存区域。 JVM通过抽象操作系统和 CPU结构,提供了一种与平台无关的代码执行方法,即与特殊的实现方法、主机硬件、主机操作系统无关。但是在一些小的方面, JVM的实现也是互不相同的,比如垃圾回收算法,线程调度算法(可能不同 OS有不同的实现)。JVM的主要工作是解释自己的指令集(即字节码)到 CPU的指令集或 OS的系统调用,保护用户免被恶意程序骚扰。 JVM对上层的 Java源文件是不关心的,它关注的只是由源文件生成的类文件( class file)。类文件的组成包括 JVM指令集,符号表以及一些补助信息。
JRE是指java运行环境。光有JVM还不能成class的执行,因为在解释class的时候JVM需要调用解释所需要的类库lib。在JDK的安装目录里你可以找到jre目录,里面有两个文件夹bin和lib,在这里可以认为bin里的就是jvm,lib中则是jvm工作所需要的类库,而jvm和 lib和起来就称为jre。所以,在你写完java程序编译成.class之后,你可以把这个.class文件和jre一起打包发给朋友,这样你的朋友就可以运行你写程序了。(jre里有运行.class的java.exe)
JRE是 Sun公司发布的一个更大的系统,它里面就有一个 JVM。 JRE就与具体的 CPU结构和操作系统有关,我们从 Sun下载 JRE的时候就看到了不同的各种版本。同 JVM一起组成 JRE的还有一些 API(如 awt, swing等)。 JRE是运行 Java程序必不可少的。
JRE( Java Runtime Environment),是运行 Java程序必不可少的(除非用其他一些编译环境编译成.exe可执行文件……),JRE的地位就象一台PC机一样,我们写好的Win32应用程序需要操作系统帮我们运行,同样的,我们编写的Java程序也必须要JRE才能运行。
JRE里面有一个 JVM, JRE与具体的 CPU结构和操作系统有关,我们从 Sun下载 JRE的时候就看到了不同的各种版本,,同 JVM一起组成 JRE的还有一些 API(如 awt, swing等), JRE是运行 Java程序必不可少的.
JDK是java开发工具包,基本上每个学java的人都会先在机器上装一个JDK,那他都包含哪几部分呢?让我们看一下JDK的安装目录。在目录下面有六个文件夹、一个src类库源码压缩包、和其他几个声明文件。其中,真正在运行java时起作用的是以下四个文件夹:bin、include、lib、 jre。现在可以看出这样一个关系,JDK包含JRE,而JRE包含JVM。
bin:最主要的是编译器(javac.exe)
include:java和JVM交互用的头文件
lib:类库
jre:java运行环境
(注意:这里的bin、lib文件夹和jre里的bin、lib是不同的)总的来说JDK是用于java程序的开发,而jre则是只能运行class而没有编译的功能,eclipse、idea等其他IDE有自己的编译器而不是用JDK bin目录中自带的,所以在安装时你会发现他们只要求选中jre路径就ok了。
三者联系:
Java喊出的带有标志性的口号“ Write Once, Run Anywhere(一次编写,到处运行)”,正是建立在 JRE的基础之上。何以实现?就是在 Java应用程序和操作系统之间增加了一虚拟层—— JRE。
程序源代码不是直接编译、链接成机器代码,而是先转化到字节码( bytecode)这种特殊的中间形式,字节码再转换成机器码或系统调用。前者是传统的编译方法,生成的机器代码就不可避免地跟特殊的操作系统和特殊的机器结构相关。而 Java程序的字节码文件可以放到任意装有 JRE的计算机运行,再由不同 JRE的将它们转化成相应的机器代码,这就实现了 Java程序的可移植性。这样程序员也不用去关心程序运行的具体环境,而可以专心编写软件。这种分层抽象、隐藏细节的思想在计算机科学中处处可见,比如机器组织结构的设计、网络协议的实现等。 Pascal语言的发明者 Niklaus Wirth,就富有预见性地指出应该有这样一种可移植的语言,其生成的中间代码可以在一台假想的机器( a hypothetical machine)上运行。
而 Java虚拟机( Java virtual machine或 JVM)就是这样的一台机器,它模拟实际处理器的结构,解释字节码。怎么一会说是 JRE,一会儿又成了 JVM,两者是否同物不同名?回答是否定的。
JRE的地位就象一台PC机一样,我们写好的Win32应用程序需要操作系统帮我们运行,同样的,我们编写的Java程序也必须要JRE才能运行。
要运行Applet,在客户端必须安装有 JRE,即“运行时”,容易一点理解,就象所谓的“插件”,要开发JAVA应用程序\Web应用,就必须在服务器端安装相应的 JVM+JDK了(开发应用 Java web应用时,客户端不需要安装任何的JVM)如果使用JAVA开发应用,就需要安装 JRE+JDK,就是 J2SE.。如果在客户端运行Applet,客户端浏览器必须嵌有JAVA JVM,如果没有,就需要安装,即:在客户端创建JRE(运行时,包含JVM),而客户端是不需要做开发的,所以,JDK就没有必要安装了。不同版本的Applet在不同的JVM下可能无法正常运行,而Microsoft JVM只是Sun JVM的“低版本”,微软在windows xp/2003中干脆将JVM去掉了.
谁能简单阐述下java编译执行的过程
Java虚拟机(JVM)是可运行Java代码的假想计算机。只要根据JVM规格描述将解释器移植到特定的计算机上,就能保证经过编译的任何Java代码能够在该系统上运行。本文首先简要介绍从Java文件的编译到最终执行的过程,随后对JVM规格描述作一说明。
一.Java源文件的编译、下载、解释和执行
Java应用程序的开发周期包括编译、下载、解释和执行几个部分。Java编译程序将Java源程序翻译为JVM可执行代码?字节码。这一编译过程同C/C++的编译有些不同。当C编译器编译生成一个对象的代码时,该代码是为在某一特定硬件平台运行而产生的。因此,在编译过程中,编译程序通过查表将所有对符号的引用转换为特定的内存偏移量,以保证程序运行。Java编译器却不将对变量和方法的引用编译为数值引用,也不确定程序执行过程中的内存布局,而是将这些符号引用信息保留在字节码中,由解释器在运行过程中创立内存布局,然后再通过查表来确定一个方法所在的地址。这样就有效的保证了Java的可移植性和安全性。
运行JVM字节码的工作是由解释器来完成的。解释执行过程分三部进行:代码的装入、代码的校验和代码的执行。装入代码的工作由"类装载器"(class loader)完成。类装载器负责装入运行一个程序需要的所有代码,这也包括程序代码中的类所继承的类和被其调用的类。当类装载器装入一个类时,该类被放在自己的名字空间中。除了通过符号引用自己名字空间以外的类,类之间没有其他办法可以影响其他类。在本台计算机上的所有类都在同一地址空间内,而所有从外部引进的类,都有一个自己独立的名字空间。这使得本地类通过共享相同的名字空间获得较高的运行效率,同时又保证它们与从外部引进的类不会相互影响。当装入了运行程序需要的所有类后,解释器便可确定整个可执行程序的内存布局。解释器为符号引用同特定的地址空间建立对应关系及查询表。通过在这一阶段确定代码的内存布局,Java很好地解决了由超类改变而使子类崩溃的问题,同时也防止了代码对地址的非法访问。
随后,被装入的代码由字节码校验器进行检查。校验器可发现操作数栈溢出,非法数据类型转化等多种错误。通过校验后,代码便开始执行了。
Java字节码的执行有两种方式:
1.即时编译方式:解释器先将字节码编译成机器码,然后再执行该机器码。
2.解释执行方式:解释器通过每次解释并执行一小段代码来完成Java字节码程序的所有操作。
通常采用的是第二种方法。由于JVM规格描述具有足够的灵活性,这使得将字节码翻译为机器代码的工作
具有较高的效率。对于那些对运行速度要求较高的应用程序,解释器可将Java字节码即时编译为机器码,从而很好地保证了Java代码的可移植性和高性能。
二.JVM规格描述
JVM的设计目标是提供一个基于抽象规格描述的计算机模型,为解释程序开发人员提很好的灵活性,同时也确保Java代码可在符合该规范的任何系统上运行。JVM对其实现的某些方面给出了具体的定义,特别是对Java可执行代码,即字节码(Bytecode)的格式给出了明确的规格。这一规格包括操作码和操作数的语法和数值、标识符的数值表示方式、以及Java类文件中的Java对象、常量缓冲池在JVM的存储映象。这些定义为JVM解释器开发人员提供了所需的信息和开发环境。Java的设计者希望给开发人员以随心所欲使用Java的自由。
JVM定义了控制Java代码解释执行和具体实现的五种规格,它们是:
JVM指令系统
JVM寄存器
JVM栈结构
JVM碎片回收堆
JVM存储区
2.1JVM指令系统
JVM指令系统同其他计算机的指令系统极其相似。Java指令也是由操作码和操作数两部分组成。操作码为8位二进制数,操作数进紧随在操作码的后面,其长度根据需要而不同。操作码用于指定一条指令操作的性质(在这里我们采用汇编符号的形式进行说明),如iload表示从存储器中装入一个整数,anewarray表示为一个新数组分配空间,iand表示两个整数的"与",ret用于流程控制,表示从对某一方法的调用中返回。当长度大于8位时,操作数被分为两个以上字节存放。JVM采用了"big endian"的编码方式来处理这种情况,即高位bits存放在低字节中。这同 Motorola及其他的RISC CPU采用的编码方式是一致的,而与Intel采用的"little endian"的编码方式即低位bits存放在低位字节的方法不同。
Java指令系统是以Java语言的实现为目的设计的,其中包含了用于调用方法和监视多先程系统的指令。Java的8位操作码的长度使得JVM最多有256种指令,目前已使用了160多种操作码。
2.2JVM指令系统
所有的CPU均包含用于保存系统状态和处理器所需信息的寄存器组。如果虚拟机定义较多的寄存器,便可以从中得到更多的信息而不必对栈或内存进行访问,这有利于提高运行速度。然而,如果虚拟机中的寄存器比实际CPU的寄存器多,在实现虚拟机时就会占用处理器大量的时间来用常规存储器模拟寄存器,这反而会降低虚拟机的效率。针对这种情况,JVM只设置了4个最为常用的寄存器。它们是:
pc程序计数器
optop操作数栈顶指针
frame当前执行环境指针
vars指向当前执行环境中第一个局部变量的指针
所有寄存器均为32位。pc用于记录程序的执行。optop,frame和vars用于记录指向Java栈区的指针。
2.3JVM栈结构
作为基于栈结构的计算机,Java栈是JVM存储信息的主要方法。当JVM得到一个Java字节码应用程序后,便为该代码中一个类的每一个方法创建一个栈框架,以保存该方法的状态信息。每个栈框架包括以下三类信息:
局部变量
执行环境
操作数栈
局部变量用于存储一个类的方法中所用到的局部变量。vars寄存器指向该变量表中的第一个局部变量。
执行环境用于保存解释器对Java字节码进行解释过程中所需的信息。它们是:上次调用的方法、局部变量指针和操作数栈的栈顶和栈底指针。执行环境是一个执行一个方法的控制中心。例如:如果解释器要执行iadd(整数加法),首先要从frame寄存器中找到当前执行环境,而后便从执行环境中找到操作数栈,从栈顶弹出两个整数进行加法运算,最后将结果压入栈顶。
操作数栈用于存储运算所需操作数及运算的结果。
2.4JVM碎片回收堆
Java类的实例所需的存储空间是在堆上分配的。解释器具体承担为类实例分配空间的工作。解释器在为一个实例分配完存储空间后,便开始记录对该实例所占用的内存区域的使用。一旦对象使用完毕,便将其回收到堆中。
在Java语言中,除了new语句外没有其他方法为一对象申请和释放内存。对内存进行释放和回收的工作是由Java运行系统承担的。这允许Java运行系统的设计者自己决定碎片回收的方法。在SUN公司开发的Java解释器和Hot Java环境中,碎片回收用后台线程的方式来执行。这不但为运行系统提供了良好的性能,而且使程序设计人员摆脱了自己控制内存使用的风险。
2.5JVM存储区
JVM有两类存储区:常量缓冲池和方法区。常量缓冲池用于存储类名称、方法和字段名称以及串常量。方法区则用于存储Java方法的字节码。对于这两种存储区域具体实现方式在JVM规格中没有明确规定。这使得Java应用程序的存储布局必须在运行过程中确定,依赖于具体平台的实现方式。
JVM是为Java字节码定义的一种独立于具体平台的规格描述,是Java平台独立性的基础。目前的JVM还存在一些限制和不足,有待于进一步的完善,但无论如何,JVM的思想是成功的。
对比分析:如果把Java原程序想象成我们的C++原程序,Java原程序编译后生成的字节码就相当于C++原程序编译后的80x86的机器码(二进制程序文件),JVM虚拟机相当于80x86计算机系统,Java解释器相当于80x86CPU。在80x86CPU上运行的是机器码,在Java解释器上运行的是Java字节码。
Java解释器相当于运行Java字节码的“CPU”,但该“CPU”不是通过硬件实现的,而是用软件实现的。Java解释器实际上就是特定的平台下的一个应用程序。只要实现了特定平台下的解释器程序,Java字节码就能通过解释器程序在该平台下运行,这是Java跨平台的根本。当前,并不是在所有的平台下都有相应Java解释器程序,这也是Java并不能在所有的平台下都能运行的原因,它只能在已实现了Java解释器程序的平台下运行。
好了,文章到此结束,希望可以帮助到大家。