java什么工作原理？java工作原理
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java工作原理
Java工作原理
由四方面组成：
（1）Java编程语言
（2）Java类文件格式
（3）Java虚拟机
（4）Java应用程序接口
当编辑并运行一个Java程序时，需要同时涉及到这四种方面。使用文字编辑软件（例如记事本、写字板、UltraEdit等）或集成开发环境（Eclipse、MyEclipse等）在Java源文件中定义不同的类，通过调用类（这些类实现了Java API）中的方法来访问资源系统，把源文件编译生成一种二进制中间码，存储在class文件中，然后再通过运行与操作系统平台环境相对应的Java虚拟机来运行class文件，执行编译产生的字节码，调用class文件中实现的方法来满足程序的Java API调用。
java虚拟机工作原理
从宏观上介绍一下Java虚拟机的工作原理。从最初编写的Java源文件（.java文件）是如何一步步执行的，如下图所示，首先Java源文件经过前端编译器（javac或ECJ）将.java文件编译为Java字节码文件，然后JRE加载Java字节码文件，载入系统分配给JVM的内存区，然后执行引擎解释或编译类文件，再由即时编译器将字节码转化为机器码。主要介绍下图中的类加载器和运行时数据区两个部分。
（1）类加载指将类的字节码文件（.class）中的二进制数据读入内存，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆上创建java.lang.Class对象，封装类在方法区内的数据结构。类加载的最终产品是位于堆中的类对象，类对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向JAVA程序提供了访问方法区内数据结构的接口。如下是类加载器的层次关系图。
启动类加载器（BootstrapClassLoader）：在JVM运行时被创建，负责加载存放在JDK安装目录下的jre\lib的类文件，或者被-Xbootclasspath参数指定的路径中，并且能被虚拟机识别的类库（如rt.jar，所有的java.*开头的类均被Bootstrap ClassLoader加载）。启动类无法被JAVA程序直接引用。
扩展类加载器（Extension ClassLoader）：该类加载器负责加载JDK安装目录下的\jre\lib\ext的类，或者由java.ext.dirs系统变量指定路径中的所有类库，开发者也可以直接使用扩展类加载器。
应用程序类加载器（AppClassLoader）：负责加载用户类路径（Classpath）所指定的类，开发者可以直接使用该类加载器，如果应用程序中没有定义过自己的类加载器，该类加载器为默认的类加载器。
用户自定义类加载器（User ClassLoader）：JVM自带的类加载器是从本地文件系统加载标准的java class文件，而自定义的类加载器可以做到在执行非置信代码之前，自动验证数字签名，动态地创建符合用户特定需要的定制化构建类，从特定的场所（数据库、网络中）取得java class。
注意如上的类加载器并不是通过继承的方式实现的，而是通过组合的方式实现的。而JAVA虚拟机的加载模式是一种委派模式，如上图中的1-7步所示。下层的加载器能够看到上层加载器中的类，反之则不行。类加载器可以加载类但是不能卸载类。说了一大堆，还是感觉需要拿点代码说事。
首先先定义自己的类加载器MyClassLoader，继承自ClassLoader，并覆盖了父类的findClass(String name)方法，如下：
利用定义的类加载器加载指定的字节码文件，如通过MyClassLoader加载C:\\Users\\Administrator\\下的Test.class字节码文件，代码如下所示：
（2）运行时数据区
字节码的加载第一步，其后分别是认证、准备、解析、初始化，那么这些步骤又具体做了哪些工作，如下图所示：
（3）如下将介绍运行时数据区，主要分为方法区、Java堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器。其中方法区和Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，而虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是线程私有的内存区。
Java堆：Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，被进程的所有线程共享，在虚拟机启动时被创建。该区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存，随着JIT编译器的发展与逃逸分支技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换等优化技术使得对象在堆上的分配内存变得不是那么“绝对”。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。由于现在的收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆中还可以分为老年代和新生代(Eden、From Survivor、To Survivor)。根据Java虚拟机规范，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间，只要逻辑上连续即可。该区域的大小可以通过-Xmx和-Xms参数来扩展，如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法扩展，将会抛出OutOfMemoryError异常。
方法区：用于存储被Java虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。不同于Java堆的是，Java虚拟机规范对方法区的限制非常宽松，可以选择不实现垃圾收集。但并非数据进入了方法区就“永久”存在了，这区域内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。如果该区域内存不足也会抛出OutOfMemoryError异常。
常量池：这个名词可能大家也经常见，是方法区的一部分。Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。Java虚拟机运行期间，也可能将新的常量放入常量池（如String类的intern()方法）。
虚拟机栈：线程私有，生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。如果请求的站深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常，虚拟机栈在动态扩展时如果无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
过最简单的一段代码解释一下，程序在运行时数据区个部分的变化情况。
（4）通过编译器将Test.java文件编译为Test.class，利用javap-verbose Test.class对编译后的字节码进行分析，如下图所示：
（5）看看运行时数据区的变化：
JDBC的工作原理是什么
JDBC是Sun公司制定的一个可以用Java语言连接数据库的技术。
JDBC工作原理主要分3个步骤:1、加载数据库驱动。2、获取数据库连接。3、发送sql语句访问数据库。
1、加载数据驱动：使用Class.forName方法，调用这个方法会加载数据库驱动com.MySQL.jdbc.driver。
关于数据库驱动的理解，其实是sun公司给了一个Driver的接口，然后各个数据厂商根据自己的数据库
来实现这个接口。当要访问数据库的时候，需要引入这个第三方类库。类的加载主要分为5个部分，
加载、验证、准备、解析、初始化。在初始化的部分用到了DriverManager.registerDriver()方法，将
自己注册给DriverManager的Driver接口。这个地方体现了多态。这个时候就可以使用Driver了。
2、获取数据库连接DriverManager.getConnection()。这个方法主要调用driver的connect（）方法
返回一个实现了Connection接口的对象。
3、然后利用Connection对象创建Statement，发送sql语句访问数据库。
延伸：JDBC基础知识
JDBC（Java DataBase Connectivity,java数据库连接）是一种用于执行SQL语句的Java API，可以为多种关系数据库提供统一访问，它由一组用Java语言编写的类和接口组成。JDBC为数据库开发人员提供了一个标准的API，据此可以构建更高级的工具和接口，使数据库开发人员能够用纯 Java API编写数据库应用程序，并且可跨平台运行，并且不受数据库供应商的限制。
1、跨平台运行：这是继承了Java语言的“一次编译，到处运行”的特点；
2、不受数据库供应商的限制：巧妙在于JDBC设有两种接口，一个是面向应用程序层，其作用是使得开发人员通过SQL调用数据库和处理结果，而不需要考虑数据库的提供商；另一个是驱动程序层，处理与具体驱动程序的交互，JDBC驱动程序可以利用JDBC API创建Java程序和数据源之间的桥梁。应用程序只需要编写一次，便可以移到各种驱动程序上运行。Sun提供了一个驱动管理器，数据库供应商——如MySQL、Oracle，提供的驱动程序满足驱动管理器的要求就可以被识别，就可以正常工作。所以JDBC不受数据库供应商的限制。
JDBC API可以作为连接Java应用程序与各种关系数据库的纽带，在带来方便的同时也有负面影响，以下是JDBC的优、缺点。优点如下：
·操作便捷：JDBC使得开发人员不需要再使用复杂的驱动器调用命令和函数；
·可移植性强：JDBC支持不同的关系数据库，所以可以使同一个应用程序支持多个数据库的访问，只要加载相应的驱动程序即可；
·通用性好：JDBC-ODBC桥接驱动器将JDBC函数换成ODBC；
·面向对象：可以将常用的JDBC数据库连接封装成一个类，在使用的时候直接调用即可。
缺点如下：
·访问数据记录的速度受到一定程度的影响；
·更改数据源困难：JDBC可支持多种数据库，各种数据库之间的操作必有不同，这就给更改数据源带来了很大的麻烦
好了，文章到这里就结束啦，如果本次分享的java什么工作原理和java工作原理问题对您有所帮助，还望关注下本站哦！