Java 版 (精华区)

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标  题: Java虚拟机(一)
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发信人: yesong (网上飞), 信区: Java
标  题: Java虚拟机(一)
发信站: 武汉白云黄鹤站 (Fri May 23 13:08:22 1997)

一、什么是Java虚拟机⑴

Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机
有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。

1.为什么要使用Java虚拟机?

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一
特点的关键。

一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引
入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译,如图所示。

图Java语言使用模式

Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟
机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字
节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

2.谁需要了解Java虚拟机⑴

Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大
概的了解。这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。

对于要在特定平台上实现Java虚拟机的软件人员,Java语言的编译器作者以及要用硬件
芯片实现Java虚拟机的人来说,则必须深刻理解Java虚拟机的规范。另外,如果你想扩展
Java语言,或是把其它语言编译成Java语言的字节码,你也需要深入地了解Java虚拟机。

3.Java虚拟机支持的数据类型

Java虚拟机支持Java语言的基本数据类型如下:

byte://1字节有符号整数的补码

short://2字节有符号整数的补码

int://4字节有符号整数的补码

long://8字节有符号整数的补码

float://4字节IEEE754单精度浮点数

double://8字节IEEE754双精度浮点数

char://2字节无符号Unicode字符

几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在
Java执行时不需要用硬件标记。操作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指
出了操作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其操作数类型
别是int、long、float和double。
虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令,包括
integer返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。

虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行Java数值计
算程序时,可能会非常慢。

虚拟机支持的其它数据类型包括:

object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用

returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令

注:Java数组被当作object处理。

虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求。在Sun公司的实现中,对
object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向
该object的数据。

用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定。Java虚拟机的实现应拒绝执行
违反了类型规定的字节码程序。

Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上。但是可以
创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式。

从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这
样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可
移植性。

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