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“java 代码是怎么运行的？”

JRE 仅包含运行 java 程序的必须组件: Java 虚拟机以及 Java 核心类库等。
JDK（Java 开发工具包）同样包含了 JRE，并且还附带了一系列开发,诊断工具。
java 为什么要运行在虚拟机里？

语法复杂，抽象程度高。
转换具体操作

主流思路：将 java 程序转换为能被虚拟机识别的 java 字节码。
为什么叫 java 字节码？

因为 java 字节码的操作码 (opcode) 被固定为一个字节。
一个字节是多大？
虚拟机的实现

硬件实现
软件实现

虚拟机的好处？

跨平台运行
带来了托管环境 (Managed Runtime) 。

托管环境能够做什么？

托管环境能够替我们处理代码中容易出错的部分。广为人知的垃圾回收和数组越界，动态类型，安全权限等等动态监测。

使我们免为书写这些和业务逻辑无关的代码。
java 虚拟机具体是怎么运行字节码的？

将编译而成的 java 文件加载到 java 虚拟机中。
加载后的 java 类会被存放在方法区中 (Method Area) 中。实际运行时，虚拟机会执行方法区中的代码。
在运行过程中，每当进入一个 Java 方法，Java 虚拟机会在当前线程生成一个栈帧，用以存放局部变量以及字节码操作数。这个栈帧是提前计算好的，而且 java 虚拟机不需要栈帧在内存里连续分布。
当退出执行的方法时，不管时正常返回还是异常返回，java 虚拟机均会弹出当前栈帧，并将其舍弃。

字节码怎么怎么翻译成机器码？

两种方式：

解释执行：即逐条将字节码翻译成机器码并执行。
即时编译 (Just-In-Time compilation，JIT)，即将一个方法中所包含的所有字节码编译成机器码后再执行。
前者的优势在于无需等待编译，而后者的优势在于实际运行速度更快。

HotSpot 是怎样运行的？

HotSpot 默认采用混合模式，综合了解释执行和即时编译两者的优点。他会先执行字节码，而后将其中反复执行的热点代码，已方法为单位进行及时编译。
Java 虚拟机的运行效率究竟是怎样的？

理论上讲，即时编译后的 java 程序的执行效率是可能超过 C++ 程序的。这是因为与静态编译相比，即时编译拥有程序运行时的信息，并且能够根据这个信息作出相应的优化。

举个例子：对于一个抽象方法，尽管它有许多个目标方法，但实际运行中他可能只调用其中一个。这个信息便可以被即时编译器所利用，来规避虚方法调用的开销，从而达到比静态编译的 C++ 程序更高的性能。
HotSpot 的多个即时编译器

之所以引入多个即时编译器，是为了在编译时间和生成代码的执行效率之间进行取舍。
1. C1 又叫做 Client 编译器，面向的是对启动性能有要求的客户端 GUI 程序，采用的优化手段相对简单，因此编译时间较短。
2. C2 又叫做 Server 编译器，面向的是对峰值性能有要求的服务器端程序，采用的优化手段相对复杂，因此编译时间较长，但同时生成代码的执行效率较高。
3. Graal 是 Java 10 正式引入的实验性即时编译器。
Java7 的分层编译方式

从 Java 7 开始，HotSpot 默认采用分层编译的方式：热点方法首先会被 C1 编译，而后热点方法中的热点会进一步被 C2 编译。
HotSpot 的解释编译和即时编译的分配？

为了不干扰应用的正常运行，HotSpot 的即时编译是放在额外的编译线程中进行的。HotSpot 会根据 CPU 的数量设置编译线程的数目，并且按 1:2 的比例配置给 C1 及 C2 编译器。

在计算资源充足的情况下，字节码的解释执行和即时编译可同时进行。编译完成后的机器码会在下次调用该方法时启用，以替换原本的解释执行。
作业:下载 asmtools.jar [2] ，并在命令行中运行下述指令（不包含提示符 $）：

$ echo '
public class Foo {
public static void main(String[] args) {
boolean flag = true;
if (flag) System.out.println("Hello, Java!");
if (flag == true) System.out.println("Hello, JVM!");
}
}' > Foo.java
$ javac Foo.java
$ java Foo
$ java -cp /path/to/asmtools.jar org.openjdk.asmtools.jdis.Main Foo.class > Foo.jasm.1
$ awk 'NR==1,/iconst_1/{sub(/iconst_1/, "iconst_2")} 1' Foo.jasm.1 > Foo.jasm
$ java -cp /path/to/asmtools.jar org.openjdk.asmtools.jasm.Main Foo.jasm
$ java Foo

作业完成

➜  jvm vim Foo.java

➜  jvm javac Foo.java

➜  jvm java Foo

Hello,Java!

Hello,JVM

➜  jvm java -cp asmtools.jar org.openjdk.asmtools.jdis.Main Foo.class > Foo.jasm.1

➜  jvm awk 'NR==1,/iconst_1/{sub(/iconst_1/,"iconst_2")} 1' Foo.jasm.1 > Foo.jasm

➜  jvm java -cp asmtools.jar org.openjdk.asmtools.jasm.Main Foo.jasm

➜  jvm java Foo

Hello,Java!

原文 http://heinika.coding.me/2018/07/28/jvm/java 代码是怎么运行的/

正文到此结束