java體系結構概覽

java體系結構包括四個方面：

java程序設計語言

java class文件格式

java API

java 虛擬機

1.java虛擬機

java虛擬機的任務是裝載class文件並執行字節碼

執行引擎的實現有：一次性解釋字節碼；即時編譯器；自適應優化器；

 

 java程序通過調用本地代碼和主機交互，訪問主機底層系統資源，如上圖，本地方法是由其他語言編寫的，編譯成和處理器相關的機器代碼

2.類裝載器的體系結構

java應用程序分為兩種類裝載器，啟動（bootstrap）類裝載器和用戶自定義類裝載器

啟動類裝載器有操作系統對應的語言有不同實現，如C，但是用戶自定義的類裝載器能夠用java編寫，是java程序可執行代碼的一部分

裝載器裝載類時采用雙親委派模式，被裝載的類默認情況下只能看到由同一個類裝載器裝載的其他類，每個類裝載器都有他自己的命名空間，通過這種方式，能控制不能源文件裝載的類之間的相互影響，特別是阻止惡意代碼訪問和破壞善意代碼

3.java class文件：為java程序提供獨立於底層主機平台的二進制服務，是java虛擬機的二進制語言，被設計的緊湊適合傳輸

4.java API

是運行庫的集合，提供一套訪問主機系統資源的標准方法，在一個平台能夠執行java程序之前，必須在這個平台上明確地實現API的功能，JAVA API通過本地方法訪問主機資源

5.java程序語言

除了平台移動性，安全性，網絡移動性，java語言相比其他語言，還有其他優勢：

java語言相比於c++，還有一些能夠提高開發效率的特性：

1. 1.對內存直接操作的約束：不能直接將引用類型的指針轉化為其他類型，除非確定此對象為新類型的前提下；不能直接對指針進行偏移量等運算操作
2. 2.自動垃圾收集：不釋放對象會導致內存泄露，多次釋放一個對象會導致內存沖突
3. 3.數組邊界檢查：每次使用數組的時候，會進行邊界檢查
4. 4.對對象引用的檢查：一個空的引用不會導致程序崩潰，只會拋出一個異常

6.java體系結構的代價

1. 和其他技術相比，java程序的執行速度可能比較低：但java或許很慢，但不會永遠那么慢，1995年第一個java虛擬機誕生采用解釋技術，不久，即時編譯器誕生了，現在，適應性優化等先進技術能夠使java程序和本地編譯的c程序相媲美的速度運行
2. 在內存管理上的缺陷：垃圾收集器給程序的運行加入不確定性，你不能確定什么時候開始進行垃圾收集，無法確認是否開始，無法確認持續多長時間
3. 在線程調度上的缺陷：對線程調度上的約束松散，有利於將java虛擬機移植到不同的硬件，但是，這導致程序員無法控制線程的調度
4. 平台無關性導致的最小公分母的問題：某種特性只在一種操作系統上有，API可能決定不支持；當支持某個特性，某些操作系統上不具備時需用API模擬實現
5. class文件的逆向編譯較容易：工作成果容易被竊取，解決方法--使用混淆器