Java虚拟机 (JVM)运行机制

1、 解释型语言和编译型语言的联系与区别。编译型语言是通过编译器将程序编译成目标机器所能识别的机器码，而解释型语言不需要编译过程，由该语言的解释器读取脚本，按照语法规则进行解释，然后调用解释器内建的命令(或者库函数)。例如，C语言的printf()函数经过静态编译后，printf()所需的所以代码都以机器码的形式写入可执行文件中，shell在执行程序时，在指定路径搜索该文件，然后加载器(Loader)加载该程序的ELF文件到内存中，跳转到程序入口，将控制权交由该程序。动态编译的情况有些不同。由于printf()是很常用的函数，系统将常用函数集中起来做成库，当我写一个Myprintf()函数时调用printf() 时，动态编译后形成的ELF文件不会包含printf()相关的代码，但是会有些信息告诉系统：“我的程序将会调用printf(),因此我需要printf()的地址”。加载ELF文件后，首先运行动态连接器(ldd)，ldd知道程序依赖的动态库，系统中如果没有加载该动态库，就会通知系统加载该库，并把库函数的入口地址绑定到程序需要的地方，然后跳转到程序入口地址，开始运行程序。这里，我们所写的程序一经编译，就变成特定机器的机器码和一些附属信息(符号表，地址，变量值等)，然后通过系统加载运行机制就变成“动态程序”——进程。解释型语言的执行过程离不开解释器，python，perl，ruby等等。所以脚本的第一行一般是#/usr/bin/×××。×××代表了各语言相应的解释器。脚本一般由表达式(expression)和Block of expressions组成，解释器首先要做的就是分析并理解表达式结构，形成“执行序列”。这个“执行序列”是中立的，不针对任何native machine，所以“可移植性”高。这里不用“字节码”代替“执行序列”是考虑到在jvm中有字节码的概念，他们之间有显著的不同。决定执行序列是解释器最主要的作用。假设，python输出的函数为python_print()，那么python解释器在“解释”脚本时遇到这个表达式就将调用系统的print()函数执行输出操作。你也可以把脚本理解成高级配置文件，这个文件指导python解释器如何运行，解释器内部已经制订了“如何”运行的若干规则。

2、2.Java的执行过程JVM执行Java程序要比上述两个复杂，因为它已经被称作machine了。下图是JVM的结构框图。主要包含：垃圾回收器，类加载子系统，执行引擎，运行时数据区等。

8、连接过程主要是在加载之后、初始化之前的一些准备工作。他们有很多交叉的地方。连接时需要验证字节码是否符合java规范，数据类型是否有效，继承和实现是否合乎标准。在这个阶段还为类的静态变量分配空间，并将其设置成JVM的默认值。对于非静态变量则不会赋值。

9、在jvm中各类型的初始值如下：int,byte,char,long,float,double 默认初始值为0boolean 为false（在jvm内部用int表示boolean，因此初始值为0）reference类型为nullfinal static基本类型或者String类型，则直接采用常量值（这实际上是在编译阶段就已经处理好了）这一阶段还需要出发解析过程。JVM对于每个加载的类都会有在内部创建一个运行时常量池（参考上面图示），在解析之前是以字符串的方式将符号引用保存在运行时常量池中，在程序运行过程中当需要使用某个符号引用时，就会促发解析的过程，解析过程就是通过符号引用查找对应的类实体，然后用直接引用替换符号引用。由于符号引用已经被替换成直接引用，因此后面再次访问时，无需再次解析，直接返回直接引用。