java语言实现跨平台机制的原因

Posted 2020-10-13

JVM（java虚拟机的发展史）：

    （1）Sun Classic

1. classic jvm要么采用纯解释器解释执行，要么采用JIT编译执行，一旦JIT进行编译执行，则解释器不再生效
2. 如果使用JIT编译代码，则JIT会对每个方法，每行代码都进行编译，对于那种只需运行一次，不具有编译价值的代码，也会被JIT编译执行。迫于程序响应时间的压力，此阶段的JIT不敢采用编译耗时的优化技术，所以及时采用JIT输出本地代码，他的执行效率也和C代码有很大差距。被人诟病“java语言很慢”

    （2）Exact VM

1. Exact VM进入了高性能虚拟机时代，开始使用编译器解释器混合模式
2. Exact VM使用了精确式内存管理，他能判定内存中摸个位置的数据具体是什么类型。eg：内存中有一个数是12345，ExactVM可以判断他是一个int数字，还是一个指向内存12345地址的引用。这种精确式内存管理，在gc时，可以直接回收引用类型的数据，少了像classic vm时代gc时的数据类型查找过程

    （3）HotSpot虚拟机

1. Hot Spot是当前jdk采用的虚拟机 (1.4以后)
2. 热点代码探测技术：通过计数器找出最具编译价值的代码，通知JIT以方法为单位进行编译。如果方法被频繁调用，则触发标准编译；如果方法中循环次数很多，触发栈上替换编译动作。
3. HotSpot无需等待本地代码输出后才能执行程序，使得即时编译压力减小，有助于采用更更多的代码优化技术。输出高质量的操作系统本地代码

实现跨平台性能的原理：

    （1）.我们都知道，java语言有个机制，就是不论是在哪个平台上编写的代码，在其他平台上都可以运行。一些语言却不行，比如在window平台下编写的语言在Linux系统下就无法运行，这个原因首先得从平台的机制说起。

我们所说的平台是由CPU和操作系统组成的，CPU的种类有很多，比如Inter，AMD等。这些不同品牌的CPU使用的指令集。而操作系统是充当用户和计算机之间交互的界面软件，不同的操作系统支持不同的CPU，严格意义上说是不同的操作系统支持不同CPU的指令集。例如  windows和liunx都支持Intel和AMD的复杂指令集，但并不支持PowerPC所使用的精简指令集，而早期的MAC电脑使用的是PowerPC处理器，所以也就无法在MAC下直接安装windows,直到05年MAC改用了Intel的CPU,才使在MAC下安装windows成为可能。但问题来了，原来的MAC 操作系统也只支持PowerPC,在Intel上也不能安装，怎么办？所以苹果公司也得重写自己的MAC操作系统以支持这种变化。最后总结下，我们要知道，不同的操作系统支持不同的CPU指令集，现在的windows,liunx,mac,solaris都支持Intel与AMD的CPU指令集。

  （2）.我们一般说语言跨平台是说编译后的文件跨平台，并不是源程序跨平台。一般来说特定编译器编译的程序只能在特定平台运行。而java编译器编译出来的文件并不是机器语言，而是基于Unicode的字节码文件（.class）。之后使用java虚拟机（jvm）将字节码文件翻译成特定平台下的机器码然后运行。也就是说，只要在不同平台上安装对应的JVM，就可以运行字节码文件，运行我们编写的Java程序。而这个过程中，我们编写的Java程序没有做任何改变，仅仅是通过JVM这一”中间层“，就能在不同平台上运行，真正实现了”一次编译，到处运行“的目的。所以，运行Java程序必须有JVM的支持，因为编译的结果不是机器码，必须要经过JVM的再次翻译才能执行。即使你将Java程序打包成可执行文件（例如 .exe），仍然需要JVM的支持。