Java 程序語言的運(yùn)行機(jī)制
Java 是一門高級(jí)語言，它既包含解釋型語言的特征， 也具有編譯型語言的特征。因?yàn)?Java 應(yīng)用程序是需要先經(jīng)過編譯，再進(jìn)行解釋兩個(gè)步驟。
解釋型和編譯型
計(jì)算機(jī)按照程序的執(zhí)行方式可以分為解釋型和編譯型。
解釋型語言（Interpreted language）
這種類型的編程語言，會(huì)將代碼一句一句直接運(yùn)行，不需要像編譯語言（Compiled language）一樣，經(jīng)過編譯器先行編譯為機(jī)器代碼，之后再運(yùn)行。這種編程語言需要利用解釋器，在運(yùn)行期，動(dòng)態(tài)將代碼逐句解釋（interpret）為機(jī)器代碼，或是已經(jīng)預(yù)先編譯為機(jī)器代碼的子程序，之后再運(yùn)行。
理論上，任何編程語言都可以是編譯式，或解釋型的。它們之間的區(qū)別，僅與程序的應(yīng)用有關(guān)。許多編程語言同時(shí)采用編譯器與解釋器來實(shí)現(xiàn)，其中包括 Lisp，Ruby，JavaScript 與 Python。JAVA 及 C# 采用混合方式，先將代碼編譯為字節(jié)碼，在運(yùn)行時(shí)再進(jìn)行解釋。
編譯型語言（Compiled language）
這類型的編程語言，通過編譯器來實(shí)現(xiàn)。它不像解釋型語言一樣，由解釋器將代碼一句一句運(yùn)行，而是以編譯器，先將代碼編譯為機(jī)器代碼，再加以運(yùn)行。理論上，任何編程語言都可以是編譯式，或直譯式的。它們之間的區(qū)別，僅與程序的應(yīng)用有關(guān)。
兩者的優(yōu)缺點(diǎn)
一般而言，用編譯語言寫成的程序，在運(yùn)行期的運(yùn)行速度，通常比用解釋型語言寫的程序快。因?yàn)槌绦蛟诰幾g期，已經(jīng)被預(yù)先編譯成機(jī)器代碼，可以直接運(yùn)行，不用像解釋型語言一樣，還要多一道直譯程序。
但是要先進(jìn)行編譯，之后才能運(yùn)行程序，這也造成了編譯語言的缺點(diǎn)。一般而言，編譯語言的程序開發(fā)速度，以及調(diào)試時(shí)間，都是比較長(zhǎng)的。因?yàn)樗幌窠忉屝驼Z言可以寫完一行，或一小段程序之后，馬上運(yùn)行，馬上調(diào)試。解釋型語言通常讓程序開發(fā)的整體時(shí)間變少，在開發(fā)過程中，程序開發(fā)人員也可以更彈性、快速的測(cè)試自己的想法。
為了改善編譯語言的效率而發(fā)展出的即時(shí)編譯技術(shù)，已經(jīng)縮小了這兩種語言間的差距。這種技術(shù)混合了編譯語言與解釋型語言的優(yōu)點(diǎn)，它像編譯語言一樣，先把程序源代碼編譯成字節(jié)碼。到運(yùn)行期時(shí)，再將字節(jié)碼直譯，之后運(yùn)行。Java 與 LLVM 是這種技術(shù)的代表產(chǎn)物。
Java 的運(yùn)行機(jī)制和 JVM
Java 語言相對(duì)于獨(dú)立的解釋型和編譯型， 又有一些不一樣。區(qū)別在于編程器編譯的不是最終可以運(yùn)行的機(jī)器語言， 而是能夠運(yùn)行在 Java 虛擬機(jī) （ JVM: Java Virtual Machine）中的字節(jié)碼。Java 虛擬機(jī)只要是用來運(yùn)行 Java字節(jié)碼文件的虛擬機(jī)。不同的平臺(tái)上編譯器提供了統(tǒng)一的編程接口，而 Java 編譯器只需要面向 Java 虛擬機(jī)， 生成虛擬機(jī)能夠運(yùn)行的代碼。 然后由 Java 虛擬機(jī)解釋執(zhí)行，并且在虛擬機(jī)中把代碼轉(zhuǎn)換成平臺(tái)能夠識(shí)別的機(jī)器碼來運(yùn)行程序， 從而做到了一次編譯， 多個(gè)平臺(tái)運(yùn)行的跨平臺(tái)特性。
流程大概如下：
這里 JVM 也就是 Java 虛擬機(jī)中介的概念。 原先你要去租房， 你有一個(gè)要租房的“需求”（源代碼）， 而每個(gè)房東都是你的“運(yùn)行”環(huán)境。 沒看一次房子都需要單獨(dú)的找到對(duì)應(yīng)房子的房東進(jìn)行 “租”（編譯） 的過程。 這個(gè)時(shí)候， 有個(gè)房屋托管（虛擬機(jī)）說， 你不要找房東了太麻煩， 我這有這個(gè)區(qū)的“房源”， 你來找我就好， 這樣你以后租房子就可以只找這個(gè)中介就可以看這個(gè)區(qū)的房子， 這樣的話， 你不用來回和不同的房東打交道， 你也不需要知道這些房東是男是女， 是好說話還是不好說話。 但是既然是中間打的交道， 就需要有一些性能的損耗（傭金）。并且你能看多少套房子，就取決于中介有多少房源。 也就是 Java 虛擬機(jī)能在那運(yùn)行， 你的程序就可以在那運(yùn)行。
JVM
JVM 是 Java Virtual Machine 的縮寫。它是一種基于計(jì)算設(shè)備的規(guī)范，是一臺(tái)虛擬機(jī)，即虛構(gòu)的計(jì)算機(jī)。
JVM屏蔽了具體操作系統(tǒng)平臺(tái)的信息（顯然，就像是我們?cè)陔娔X上開了個(gè)虛擬機(jī)一樣），當(dāng)然，JVM 執(zhí)行字節(jié)碼時(shí)實(shí)際上還是要解釋成具體操作平臺(tái)的機(jī)器指令的。
通過 JVM，Java 實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)無關(guān)性，Java 語言在不同平臺(tái)運(yùn)行時(shí)不需要重新編譯，只需要在該平臺(tái)上部署 JVM 就可以了。因而能實(shí)現(xiàn)一次編譯多處運(yùn)行。(就像是你的虛擬機(jī)也可以在任何安了 VMWare 的系統(tǒng)上運(yùn)行)。
JVM結(jié)構(gòu)
- 程序計(jì)數(shù)器(Program Counter)
- Java堆(Heap)
- Java虛擬機(jī)棧(Stack)
- 本地方法棧(Native Stack)
- 方法區(qū)(Method Area)
