Java语言运行机制及运行过程
编译型语言是指使用专门的编译器,针对特定平台(操作系统)将某种高级语言源代码一次性“翻译”成可被该平台硬件执行的机器码(包括机器指令和操作数),并包装成该平台所能识别的可执行性程序的格式,这个转换过程称为编译(Compile)。编译生成的可执行性程序可以脱离开发环境,在特定的平台上独立运行。
因为编译型语言是一次性地编译成机器码,所以可以脱离开发环境独立运行,而且通常运行效率较高;但因为编译型语言的程序被编译成特定平台上的机器码,因此编译生成的可执行性程序通常无法移植到其他平台上运行;如果需要移植,则必须将源代码复制到特定平台上,针对特定平台进行修改,至少也需要采用特定平台上的编译器重新编译。
现有的C、C++、FORTRAN、Pascal等高级语言都属于编译型语言。
解释型语言是指使用专门的解释器对源程序逐行解释成特定平台的机器码并立即执行的语言。解释型语言通常不会进行整体性的编译和链接处理,解释型语言相当于把编译型语言中的编译和解释过程混合到一起同时完成。
可以认为:每次执行解释型语言的程序都需要进行一次编译,因此解释型语言的程序运行效率通常较低,而且不能脱离解释器独立运行。但解释型语言有一个优势:跨平台比较容易,只需提供特定平台的解释器即可,每个特定平台上的解释器负责将源程序解释成特定平台的机器指令即可。解释型语言可以方便地实现源程序级的移植,但这是以牺牲程序执行效率为代价的。
现有的Ruby、Python等语言都属于解释型语言。
Java两种核心机制
Java虚拟机 (Java Virtal Machine)
垃圾收集机制 (Garbage Collection)
核心机制—Java虚拟机
JVM是一个虚拟的计算机,具有指令集并使用不同的存储区域。负责执行指
令,管理数据、内存、寄存器。 对于不同的平台,有不同的虚拟机。
只有某平台提供了对应的java虚拟机,java程序才可在此平台运行
Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别,实现了“一次编译,到处运行”
核心机制—垃圾回收
不再使用的内存空间应回收—— 垃圾回收。
在C/C++等语言中,由程序员负责回收无用内存。
Java 语言消除了程序员回收无用内存空间的责任:它提供一种系统级线程跟踪存储空
间的分配情况。并在JVM空闲时,检查并释放那些可被释放的存储空间。
垃圾回收在Java程序运行过程中自动进行,程序员无法精确控制和干预。
传统的C/C++等编程语言,需要程序员负责回收已经分配的内存。显式进行垃圾回收是一件比较困难的事情,因为程序员并不总是知道内存应该何时被释放。
Java的堆内存是一个运行时数据区,用以保存类的实例(对象),Java虚拟机的堆内存中存储着正在运行的应用程序所建立的所有对象,这些对象不需要程序通过代码来显式地释放。一般来说,堆内存的回收由垃圾回收来负责,所有的JVM实现都有一个由垃圾回收器管理的堆内存。垃圾回收是一种动态存储管理技术,它自动地释放不再被程序引用的对象,按照特定的垃圾回收算法来实现内存资源的自动回收功能。
垃圾回收机制的工作目标是回收无用对象的内存空间,这些内存空间都是JVM堆内存里的内存空间,垃圾回收只能回收内存资源,对其他物理资源,如数据库连接、磁盘I/O等资源则无能为力。
为了更快地让垃圾回收机制回收那些不再使用的对象,可以将该对象的引用变量设置为null,通过这种方式暗示垃圾回收机制可以回收该对象。
Java语言的环境搭建
JDK的全称是Java SE Development Kit,即Java标准版开发包,是Sun提供的一套用于开发Java应用程序的开发包,它提供了编译、运行Java程序所需的各种工具和资源,包括Java编译器、Java运行时环境,以及常用的Java类库等。
这里又涉及一个概念:Java运行时环境,它的全称是Java Runtime Environment,因此也被称为JRE,它是运行Java程序的必需条件。
简单地说,JRE包含JVM。JVM是运行Java程序的核心虚拟机,而运行Java程序不仅需要核心虚拟机,还需要其他的类加载器、字节码校验器以及大量的基础类库。JRE除了包含JVM之外,还包含运行Java程序的其他环境支持。
编译和运行Java程序必须经过两个步骤。
1 将源文件编译成字节码。
2 解释执行平台无关的字节码程序。
上面这两个步骤分别需要使用java和javac两个命令。
用户变量和系统变量并没有太大的差别,只是用户变量只对当前用户有效,而系统变量对所有用户有效。为了减少自己所做的修改对其他人的影响,故设置用户变量避免影响其他人。