java中的.class文件如何在幾乎所有的環境中運行

Question

這個問題總是存在於我的。這些.class文件的權力是無處不在的。我在技術上知道它是可移植的。但是會喜歡以外行人的名義和有趣的例子聽到

在此先感謝。

Answer 1

我會盡量以儘可能簡單的術語來解釋這一點。

您編寫Java代碼並將其保存在.java文件中。然後.java文件被Java編譯器轉換爲.class文件。

現在這個.class文件包含什麼？它是否包含處理器可以直接運行的機器代碼？不，如果它確實是Java的話，那就不會是跨平臺的。 .class文件包含Java 字節碼。

沒有處理器可以直接運行Java字節碼。人們必須安裝稱爲「Java運行時環境」（JRE）的東西。 JRE可以讀取字節碼！ JRE解釋.class文件中的字節碼並將它們轉換爲處理器指令。

由於存在不同的處理器體系結構（不同種類的處理器）和不同的操作系統，因此需要不同的JRE。有一個用於Windows 32位的JRE，一個用於Windows 64位，一個用於Mac等。

這裏有一個比喻：

你用英語寫的東西，你想日語的人，一箇中國的揚聲器和揚聲器朝鮮明白你寫什麼。你怎麼做到這一點。您分別聘請了日文，中文和韓文的翻譯員！這樣所有3個人都能理解同一個英文文本！

Answer 2

Java源代碼被編譯爲字節碼，這是存儲在由編譯器生成的.class文件中的內容。這些字節碼由Java虛擬機（JVM）執行。這裏的線索是名爲'虛擬'的。 JVM獲取每個字節碼並解釋它，這意味着它將其從虛擬機表示轉換爲運行JVM的物理機器的表示。這樣，一旦JVM移植到新的硬件/操作系統組合，所有的Java代碼都可以在該平臺上工作，保持不變。

通常這是一對一映射（對於像邏輯二進制操作這樣的事情）。但是，這可能要複雜得多，爲了獲得良好的性能，需要分析可能長序列的字節碼。這就是自適應編譯進來的地方。它使用Just-In-Time（JIT）編譯來在應用程序運行時編譯代碼的HotSpots。當你開始執行一個循環時，JVM會注意到對同一個方法的重複調用並編譯和緩存該方法，所以不需要每次都解釋它。

JIT編譯通常可以提供比更傳統的AOT編譯更好的性能，尤其是像Java這樣的語言，其中類可以在運行時動態加載。推測性優化和更積極的方法內聯都可以使用JIT而不是AOT。

OpenJDK提供了兩個JIT編譯器：C1和C2（有時也稱爲客戶端和服務器）。這些提供了不同的配置文件。 C1加熱速度更快，但提供較低的最佳性能水平。 C1升溫更慢，但優化效果更好。最近使用了分層編譯，它從C1開始，然後切換到C2。

Azul（我工作的人）剛剛推出了替代C2 JIT的替代產品，叫做Falcon。這基於LLVM開源項目，旨在爲現代硬件更好地進行優化。