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一、JVM是什么

        1、概述

二、为什么要用JVM

        1、java程序的执行流程

        2、JVM的架构

一、JVM是什么

        1、概述

                 关于JVM，在百度上的解释为：JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。

                简单地说，JVM是《JVM虚拟机规范》中提出来的规范，并不是具体实现，相当于“接口”，而真正实现他的是形如HotSport的“实现类”。

                从百度的定义来看，我们可以发现：JVM并不是只为Java语言服务，而是针对字节码文件，只要是字节码文件，JVM就支持。

 像java语言自不必说，还有大数据开发常用的Scala语言，Groovy语言，python等其他语言经过处理也可以转换成字节码文件，从而在JVM环境中运行。

二、为什么要用JVM

        1、java程序的执行流程

                程序执行的方式一般有三种，包括静态编译执行、动态编译执行、动态解释执行。编译指的是将程序编译成可让操作系统直接执行的机器码。在java语言中，程序的执行方式是以动态解释为主，动态编译为辅（静态编译执行类似C语言，编译成可执行文件（windows一般是exe，Linux一般为sh），里面存的都是机器码）。

                1.1字节码与机器码的区别：

                                机器码：是CPU直接读取的机器指令，运行速度非常快。

                                字节码：一种中间状态的二进制文件，需要直译器转译后才能变成机器码。   

                1.2执行流程图：

                         如上图得出一个结论：java程序编译成的字节码文件可以做到一次编译到处使用，字节码不分操作系统，而不同的操作系统的JVM是不同的，所以只要是字节码，就能在不同的平台由不同的JVM解释成为机器码进行运行使用，所以为什么jdk的下载区分操作系统，这也体现了java语言的（.class字节码文件）强大的跨平台性和可移植性。。

                1.3JDK、KRE、JVM之间的关系

                        JDK主要包括了编译器等开发工具和JRE两部分，JRE包含了JVM和运行类库。

                有关OpenJDK和OracleJDK的区别

                        在命令行中使用命令        java -version   通过查看结果进行区分

                                ①若为下图所示：

                                 则表示该JDK为OracleJDK，其中HotSpot为JVM的实现，HotSpot为JVM规范的商用产品，除此之外还有Oracle JRockit、IBM的J9；Server为该JVM的运行模式，JVM有两种运行模式，分别为Client模式和Server模式；对于这两种模式，他们是互补的关系，区别在于Client模式启动速度较快，Server模式启动较慢； 但是启动进入稳定期长期运行之后Server模式的程序运行速度比Client要快很多。 因为Server模式启动的JVM采用的是重量级的虚拟机，对程序进行了更多的优化；而Client模式启动的JVM采用的是轻量级的虚拟机。所以Server启动慢，但稳定后速度比Client远远要快。

                                ②若结果为

        2、JVM的架构

             
 

                 2.1基于JVM架构的JVM程序执行流程：

                        首先，由java编译器（javac）将java源代码.java文件编译成为java字节码.class文件，该字节码文件可能存在于网络、内存、硬盘等地方，而JVM都有方式可以将其加载到类装载器中，进行字节码验证等操作，若为非法字节码文件，则会被丢弃，之后再通过对于热点代码的判断，在java解释器和即时编译器之间进行协调选择执行，然后转换成操作系统可识别的机器码运行程序。

                2.2java解释器和编译器（JIT）之间的协调配合流程：

                在一些商用JVM实现中（这里举例HotSpot） ，字节码转换为机器码的操作最初是由解释器interpretor执行的，但是当一个代码或者代码块执行的次数（如一个方法的频繁调用和循环体的多次执行）很多时，如果每次都进行解释，那么对于空间会造成浪费和拥挤，也会降低JVM的性能，导致程序的执行缓慢，而JIT（Just In Time Compiler）很好的解决了这个问题，在JIT中（参照上图的JVM架构图），探测器检测并判断哪些代码为热点代码，并标记，然后将他们编译成与本地平台相关的机器码，并进行代码的优化，提高了程序执行的效率；JIT是属于在运行时进行编译的动态编译，这种编译方市因为编译发生在方法执行过程之中，因此形象的称为栈上替换（On Stack Replacement，OSR），即方法栈帧还在栈上，方法就被替换 了。

                2.3热点代码的探测有两种方式，分别是基于采样的热点探测和基于计数器的热点探测。

• 基于采样的热点探测：虚拟机会周期性地检查各个线程的栈顶，如果发现某些方法经常出现在栈顶，那这个方法就是“热点方法”。这种探测方法的好处是实现简单高效，还可以很容易地获取方法调用关系（将调用堆栈展开即可），缺点是难以精确地确认一个方法的热度，容易因为受到线程阻塞或别的 外界因素的影响而扰乱热点探测。
• 基于计数器的热带探测：虚拟机会为每个方法（甚至是代码块）建立计数器，统计方法的执行次数，如果执行次数超过一定的阀值（通常情况下为10000次，也可以自定义），就认为它是“热点方法”。这种统计方法实现复杂一些，需要为每个方法建立并维护计数器，而且不能直接获取到方法的调用关系，但是它的统计结果相对更加精确严谨。