jdk与jre与jdk都是干什么的有什么区别和jvm详解:

原文:https://blog.csdn.net/u012152619/article/details/46923185

1,jdk与jre和jvm都是什么东西:

  JDK(Java Development Kit):指的是Java开发工具集。JDK是整个Java的核心,包括了Java基础类库、Java运行环境(JRE)和Java开发工具。是做Java开发必须要安装的。

  JRE(Java Runtime Environment):指的是Java运行时环境。Java程序运行时必需要JRE的支持。如果系统只安装JRE的话,则意味着系统可以跑任何Java程序,但不能做Java开发。  

JVM(Java Virtual Machine):就是我们常说的java虚拟机,它是整个java实现跨平台的最核心的部分,所有的java程序首先被编译为.class文件,这种类文件可以在虚拟机上运行,也就是说class并不直接与机器的操作系统相对应。而是经过虚拟机间接的与操作系统交互,由虚拟机将程序解释给本地系统执行,只有jvm还不能将class执行,因为在解释class的时候jvm需要调用解释所需要的类库lib,而jre包含lib类库,jvm屏蔽了具体操作系统平台的相关信息,使得java程序只需要生成在java虚拟机上运行的目标代码。可以在多种平台(操作系统)上不加修改的运行 

  关系:所以如果你只是要能够跑java程序的话,只需要安装JRE即可,如果你希望开发java程序,则需要安装JDk,需要注意的是JDK中已经包括了JRE和jvm了。

2,JVM的生命周期:

当启动一个Java程序时,一个虚拟机实例也就诞生了。当该程序关闭退出,这个虚拟机实例也就随之消亡。如果在同一台计算机上同时运行三个Java程序,将得到三个Java虚拟机实例。每个Java程序都运行于它自己的Java虚拟机实例中。

JVM实例对应了一个独立运行的java程序,它是进程级别。

1、启动。

  启动一个Java程序时,一个JVM实例就产生了,任何一个拥有publicstatic void main(String[] args)函数的class都可以作为JVM实例运行的起点

2、运行。

  main()作为该程序初始线程的起点,任何其他线程均由该线程启动。JVM内部有两种线程:守护线程和非守护线程,main()属于非守护线程,守护线程通常由JVM自己使用,java程序也可以标明自己创建的线程是守护线程

3、消亡。

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  当程序中的所有非守护线程都终止时,JVM才退出;若安全管理器允许,程序也可以使用Runtime类或者System.exit()来退出

3,JVM装入环境:

JVM提供的方式是操作系统的动态连接文件。既然是文件那就存在一个装入路径的问题,Java是怎么找这个路径的呢?下面基于Windows的实现的分析。

首先查找jre路径,Java是通过GetApplicationHomeapi来获得当前的Java.exe绝对路径,c:\jdk1.7.0_45\bin\Java.exe,然后截取到绝对路径c:\jdk1.7.0_45\,判断c:\jdk1.7.0_45\bin\Java.dll文件是否存在,如果存在就把c:\jdk1.7.0_45\作为jre路径,如果不存在则判断c:\jdk1.7.0_45\jre\bin\Java.dll是否存在,如果存在这c:\jdk1.7.0_45\jre作为jre路径,如果不存在调用GetPublicJREHome查HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\JavaRuntime Environment\“当前JRE版本号”\JavaHome的路径为jre路径。

然后装载JVM.cfg文件。在我们的jdk目录中jre\bin\server和jre\bin\client都有JVM.dll文件存在,而Java正是通过JVM.cfg配置文件来管理这些不同版本的JVM.dll的。

最后获得JVM.dll的路径,JRE路径+\bin+\JVM类型字符串+\JVM.dll就是JVM的文件路径了,但是如果在调用Java程序时用-XXaltJVM=参数指定的路径path,就直接用path+\JVM.dll文件做为JVM.dll的文件路径。

4,装载JVM.dll:

通过第一步已经找到了JVM的路径,Java通过LoadJavaVM来装入JVM.dll文件。装入工作很简单,就是调用Windows API函数:

LoadLibrary装载JVM.dll动态连接库.然后把JVM.dll中的导出函数JNI_CreateJavaVM和JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs挂接到InvocationFunctions变量的CreateJavaVM和GetDefaultJavaVMInitArgs函数指针变量上。JVM.dll的装载工作宣告完成。

5,JVM运行原理:

操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成,通过下面4步来完成JVM环境。

5.1、初始化JVM:

挂接到JNIENV(JNI调用接口)实例,获得本地调用接口,这样就可以在Java中调用JVM的函数了。调用InvocationFunctions->CreateJavaVM也就是JVM中JNI_CreateJavaVM方法获得JNIEnv结构的实例。

6、运行Java程序:

Java程序有两种方式一种是jar包,一种是class。运行jar(Java -jarXXX.jar)的时候,Java.exe调用GetMainClassName函数,该函数先获得JNIEnv实例然后调用Java类Java.util.jar.JarFileJNIEnv中方法getManifest()并从返回的Manifest对象中取getAttributes("Main-Class")的值即jar包中文件:META-INF/MANIFEST.MF指定的Main-Class的主类名作为运行的主类。之后main函数会调用Java.c中LoadClass方法装载该主类(使用JNIEnv实例的FindClass)。main函数直接调用Java.c中LoadClass方法装载该类。如果是执行class方法。main函数直接调用Java.c中LoadClass方法装载该类。

然后main函数调用JNIEnv实例的GetStaticMethodID方法查找装载的class主类中“publicstatic void main(String[] args)”方法,并判断该方法是否为public方法,然后调用JNIEnv实例的CallStaticVoidMethod方法调用该Java类的main方法。

主要包括两个子系统和两个组件: Classloader(类装载器) 子系统,Execution engine(执行引擎) 子系统;Runtime data area (运行时数据区域)组件, Native interface(本地接口)组件。

Class loader子系统:根据给定的全限定名类名(如java.lang.Object)来装载class文件的内容到 Runtime data area中的method area(方法区域)。

Execution engine子系统:执行classes中的指令。方法的字节码是由Java虚拟机的指令序列构成的。每一条指令包含一个单字节的操作码,后面跟随0个或多个操作数。执行引擎执行字节码时,首先取得一个操作码,如果操作码有操作数,取得它的操作数。它执行操作码和跟随的操作数规定的动作,然后再取得下一个操作码。这个执行字节码的过程在线程完成前将一直持续。任何JVM实现的核心是Execution engine,换句话说:Sun 的JDK 和IBM的JDK好坏主要取决于他们各自实现的Execution engine的好坏。

Native interface组件 :与nativelibraries交互,是其它编程语言交互的接口。Java里声明为native的方法多数在jdk/src/<platform>/native里可以找到。其中<platform>可以是share,也就是平台中立的代码;也可以是某个具体平台。这个native目录里的结构跟Java源码结构一样是按包名来组织的。不过需要提醒的是,这些native方法不是“JVM”的,是“类库”的,不在JVM里面。

Runtime data area 组件:Java虚拟机定义了若干种程序运行时使用到的运行时数据区,有一些是随虚拟机的启动而创建,随虚拟机的退出而销毁,如堆、方法区。第二种则是与线程一一对应,随线程的开始和结束而创建和销毁,如Java栈,PC寄存器。  

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