一篇带你搞懂JVM之执行引擎

女爷i 2023-09-24 22:54 9阅读 0赞

> 本文将讲解JVM中的执行引擎。问题：我们平时所写的Java程序是如何将其进行编译并转换为计算机能够识别的机器码呢？并且Java程序编译和C/C++程序编译有什么区别呢？我们所说的JIT编译器和平时说的编译器有什么区别呢？...我相信在阅读本文过后，你会有一个清楚的认识的。

1.  Java的\[前端\]编译只会生成字节码文件，而不会生成汇编（更不会到机器语言）。Java程序运行时，字节码文件会装载入java虚拟机，虚拟机将字节码“翻译”成机器指令来运行。java在不同平台上实现虚拟机，针对虚拟机编译就可以实现代码可移植性。
2.  
3.  C/C++程序编译执行过程简单来说，整个过程分为四个阶段：预处理（Pre-Processing）、编译（Compilation）、汇编（Assembling）、链接（Linking）。C/C++语言程序编译成的是机器码，通常不能在不同指令系统的机器上运行。C/C++程序的编译一般是直接针对硬件的。
4.

## 前言：名词解释 ##

## 机器码 ##

**定义**：各种用二进制编码方式表示的指令，叫做机器指令码。

**特点**：

*  能够被计算机理解和接受，其编写的程序输入到计算机中，CPU可直接读取运行，因此执行速度是最快的；
 *  其与CPU紧密相关，不同类型的CPU对应的机器码也不同；

## 指令 ##

由于机器码是有0和1组成的二进制序列，可读性太差，于是指令出现了。

**定义**：指令就是把机器码中特定的0和1序列，简化成相应的指令（一般使用英文简写，如mov，inc等），告诉计算机从事某一特殊运算的代码。如：数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令、处理器控制指令。

**组成形式：**

一条指令通常由两个部分组成：操作码+地址码。

*  **操作码**：指明该指令要完成的操作的类型或性质，如取数、做加法或输出数据等。
 *  **地址码**：指明操作对象的内容或所在的**存储单元**地址。

**特点**：

*  指令是计算机运行的最小的功能单位
 *  不同的硬件平台的同一种指令（比如mov），对应的机器码也可能不同。

## 指令集 ##

**定义**：一台计算机上全部指令的集合，就是这台计算机的指令系统。指令系统也称指令集，是这台计算机全部功能的体现。

**特点**

*  不同的硬件平台，各自支持的指令，是有差别的。因此每个平台所支持的指令，称之为对应平台的指令集。
 *  如常见的 x86指令集，对应的是x86架构的平台 ARM指令集，对应的是ARM架构的平台

## 汇编语言 ##

**概念**：汇编语言是一种低级语言，亦称为符号语言。在汇编语言中，用**助记符**代替机器指令的操作码，用**地址符号或标号**代替指令或操作数的地址。

**特点**：

*  在不同的硬件平台中，汇编语言对应着不同的机器语言指令集，通过汇编过程转换成机器指令。
 *  由于计算机只认识指令码，所以用汇编语言编写的程序还必须翻译成机器指令码，计算机才能识别和执行。

## 高级语言 ##

**概念**：高级语言是一种独立于机器，面向过程或对象的语言。

**特点**：

*  用人们更易理解的方式编写程序，编写的程序称之为源程序。
 *  高级语言与计算机的硬件结构及指令系统无关，它有更强的表达能力，可方便地表示数据的运算和程序的控制结构，能更好的描述各种算法，而且容易学习掌握。
 *  当计算机执行高级语言编写程序的时候，仍然需要**将程序解释和编译成机器的指令码**。完成这个过程的程序就叫做解释程序或者编译程序。

## 字节码 ##

**概念**：字节码是一种特殊状态【中间码】的二进制代码文件，比机器码更抽象，需要转译后才能形成机器码。

**特点**：

*  字节码主要为了实现特定软件运行和软件环境、