第一章，java的开发运行环境

1.1 java运行原理与java虚拟机

1.1.1 java运行原理简述 

java源程序 （编译）➽java字节码文件[.class]  (解释)➽java虚拟机（JVM） ➽{Linux、Windows、Mac、其他操作系统｝

                                        （JAVA运行原理图）

java与其他传统的解释性语言的区别：

       传统的解释性语言如BASIC在解释执行的时候，是直接将源程序一条一条地通过解释器进行词法分析、语法分析等最终翻译为本地的及其指令，并在CPU上执行。而Java的解释过程是先通过Java虚拟机读取Java字节码文件，java字节码是一套用来在java系统下运行时执行的高度优化的指令集，执行该指令集的系统是Java的虚拟机，通过Java虚拟机执行字节码并将其转换成和本地系统硬件相关的本地指令集，并最终在CPU上执行。

这种特殊的编译和解释过程，才使得Java语言具有了与平台无关性，也正是Java的特色所在。

1.1.2 java虚拟机

JVM分6个功能模块：JVM解释器、指令系统、寄存器、栈、存储区和碎片回收区。

JVM解释器：JVM解释器负责将字节码转换成为CPU能执行的机器指令。

指令系统：指令系统同硬件计算机很相似。一条指令分成操作码和操作数两部分。

 操作码为8位二进制数，操作数可以根据需要而定。操作码是为了说明一条指令的功能，所以JVM可以有多达256种不同的操作指令。

寄存器：JVM有自己的虚拟寄存器，这样就可以快速地和JVM的解释器进行数据交换。为了实现必须的功能，JVM设置了4个常用的32位寄存器：pc（程序计数器）、optop（操作数栈顶指针）、frame（当前执行环境指针）和vars（指向当前执行环境中第一个局部变量的指针）。

栈：JVM栈是指令执行时数据和信息存储的场所和控制中心，它提供给JVM解释器运算时所需要的信息。

存储区：JVM存储区用于存储编译后的字节码等信息。

碎片回收区：JVM碎片回收，是指将那些使用后的Java类的具体实例从内存中进行回收。因此，可以避免开发人员自己编程控制内存的麻烦。随着JVM的不断升级，其碎片回收技术和算法也更加合理。比较经典的算法有引用计数、复制、标记-整理。在JVM1.4.1版以后，产生了一种代收集技术。简单的说，就是利用对象在程序中生产的时间划分成代，以这个代为标准进行碎片回收。