虚拟机简介（一）

跨平台的真相：Java虚拟机来做中介

虚拟机：一台虚拟的计算机。是一款软件，用来执行一些列虚拟计算机指令，可分为：

1. 系统虚拟机：代表，Visual Box，VMware;
2. 程序虚拟机：代表，Java虚拟机,它专门为执行单个计算机程序而涉及，在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令；
3. 无法哪种虚拟机，在上面运行的软件都被限制与虚拟机提供的资源中；

图例：此图显示了同一个Java程序（Java字节码的集合），通过Java虚拟机运行于各大系统，该程序以虚拟机为中介，实现跨平台；

主流虚拟机种类：

Oracle：JRockit，Hotspot;

IBM：J9

嵌入式领域：KVM的CDC/CLDCHotspot

JAVA虚拟机规范

Java语言和Java虚拟机有着密切的联系，但两者是完全不同的内容；

Java虚拟机是一台执行Java字节码的虚拟计算机，拥有独立的运行机制，其运行的Java字节码也未必由Java语言编译而成，像Groovy，Scala等语言生成的Java字节码也可以由Java虚拟机执行；

可以在http://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/浏览虚拟机规范全文；要实现自定义的Java虚拟机就要参考这份规范；

数字编码

整数在Java虚拟机中，有byte,short,int,long四种类型，使用补码表示。

浮点数在Java虚拟机中，有float和double两种，分别时32位和64位浮点数。目前使用IEEE754定义的浮点数格式；现在以float为例，说明浮点数的表示

在IEEE754中，一个浮点数由3部分组成，分别是：符号位，指数位和尾数位。以32位float为例，符号位占1位，表示正负数，指数位占8位，尾数位占剩余的23位：

1. 以浮点数-5为例，内部表示为：
   1. 1 10000001 01000000000000000000000
   2. 符号位为1表示负数，指数位为10000001，表示129；
2. 尾数位为： 01000000000000000000000.因为e不全为0，故实际的尾数位为：
   1. 101000000000000000000000
3. 尾数位表示2的指数次幂的和，每一位表示求和数列中的对应项是否为0，这里表示：
   1. 1*20+0*2-1+1*2-2+0*-3+0*2-4+0*2-5......对应的关系，如下图：
   2. 
4. 故1 10000001 01000000000000000000000的值为：

1. -1*2（129-127）*（1*20+0*2-1+1*2-2+0*-3+0*2-4+0*2-5）=-1*4*1.25=-1
5. float还可以表示一些特殊数字：

其中，指数位全为1的表示无穷大和NaN等特殊数字。指数位全为0的为非规范化的浮点数

示例1：通过floatToRawIntBits()函数获得一个单精度浮点数的IEEE754格式

float a =-1;

System.out.println(Integer.toBinaryString(Float.floatToRawIntBits(a)));//运行结果为：1 10000001 01000000000000000000000floatToRawIntBits()最终由native方法实现，源代码：JNIEXPORT jint JNICALLJava_java_lang_Float_floatToRawIntBits(JNIEnv*env,jclass unused,jfloat  v){union{int i;float f;} u;u.f = (float)v;return (jint)u.i;}//float内部，使用了C语言中的union自然实现这个转换